專利名稱：一種激光強化的鐵道車輛車輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵道車輛車輪，特別是涉及一種激光強化的鐵道車輛車輪。
我國鐵道上現在運行著約60萬輛客貨車、機車和各種工程車輛，約有500萬只使用著的車輛車輪。車輛車輪在使用中產生許多病害，這些病害在鐵路提速后表現的更加嚴重和突出。
目前車輪的主要損傷是輪緣磨耗、踏面磨耗以及因與鑄鐵閘瓦和合成閘瓦接觸而引起的金屬表面缺陷。輪軌磨耗是個古老的問題，目前這種磨耗的原因已經清楚，減少這些磨耗的措施目前有采用潤滑材料來降低摩擦系數、改變車輪與鋼軌接觸設計減小側向單位壓力、對車輪材料進行熱處理、車輪采用新材料等方法。
對車輛車輪進行定期的檢查維修，已經是一個很龐大的工業部門。現有的車輪磨耗面進行機械旋切工藝可以消除缺陷層，但工作量很大，輪對的使用壽命縮短。為了延長輪對的使用壽命，現在有的一些方法例如低合金鋼焊絲埋弧焊，可以在車輪磨耗面上形成新的硬化層；但這種硬化層與基體的結合和強度并不令人滿意，在我國未推廣使用。為了延長車輪的使用壽命，我國規定新車輪出廠必須經過熱處理；在使用中，除了旋削車輪外，目前尚無好的維修措施。
有調查表明，就踏面磨損而言，遠在車輪有效使用壽命被利用完之前，大部分車輪卻因有缺陷而報廢。據美國鐵路協會列車修理記錄數據庫稱，在每年報廢的100萬件車輪中，其中16％的因輪軌接觸面磨損而淘汰，36％經旋削車輪修復后再投人使用，余下的48％因有缺陷存在而過早報廢；由剝落、滑動扁平、熱裂紋和踏面堆積等缺陷造成的車輪報廢總數超過車輪磨損而淘汰的數量。消除或從根本上減少車輪缺陷不僅是使車輪耐磨，這對列車安全運行是很重要的。從經濟上看，當一個車輪有缺陷而未到使用的極限，末損壞的那個配對車輪也可能因此而廢棄，這樣就造成額外的經濟損失。
從早期狀況來看，剝落是車輪報廢的一個次要因素，而現在卻逐年在增加。據美國鐵路資料，因剝落和起疤缺陷而報廢的車輪在1997年就超過因磨損而淘汰的車輪。產生起疤的原因是，輪緣接觸應力增加，或因輪對轉向不對稱而使粘附力增大；另一方面，剝落是由于車輪滑動引起的，因為車輪滑動在踏面表面產生足夠高的溫度，從冶金學上看，將薄表面層轉變成一種不同組織結構的鋼。這種末經回火的馬氏體結構具有易脆性，它擁有比原珠光體結構大4％左右的晶體結構。這樣導致非常大的殘余拉應力，故產生大約0.5--5毫米厚的表面馬氏體塊。熱傳遞計算和實驗室對車輪鋼的淬火研究表明，馬氏體轉變發生在幾分之一秒以內；當車輪滑動時，由于摩擦而出現快速加熱，因形成馬氏體結構而失去一小塊踏面材料，便出現剝落。
車輪剝落量與車輛的重量成反比。有多種可變因素會使車輪產生滑動空車時可能出現的極頻繁的制動和不希望的緊急剎車；車輪與鋼軌粘附力低；鋼軌表面凸凹不平，比如有波紋；由于駛過急彎，車輪打滑等；而這樣的滑動將為馬氏體結構的形成產生足夠大的能量；當車輪滑動不足一秒到長達45秒時，已經表明車輪出現剝落而形成馬氏體結構。因此，引起車輪滑動的任何一種條件都有可能產生剝落。
有多種因素有可能便車輪表面形成平面。一旦有平面或剝落形成，車輪將失去連續性而變成橢圓形。有試驗表明，橢圓形車輪對鋼軌產生的沖擊比平面或剝落產生的沖擊要大。
像起疤一樣，輪箍和輪副破裂是由車輪中的雜質或孔隙誘發的滾動接觸疲勞缺陷所致。這些缺陷主要受車輪負載的影響。美國鐵路協會的車輪事故數據庫表明，大部分輪箍和輪副破壞發生在相當新的車輪中。我國鐵路部門的研究認為，當鑄鋼車輪承受27噸軸載荷與鍛鋼車輪承受20噸軸載荷時，鑄鋼車輪中的孔隙或鍛鋼車輪中的非金屬雜質超過直徑1毫米，就會使輪副產生破裂。新車輪中的雜質或孔隙的預防，目前只有嚴格執行國家鐵路的出廠驗收標準，在使用中仍無好的辦法。對北美鐵路車輪的嚴重破裂所作大量研究表明，當一個原有裂紋區域內的材料受到過大拉負荷的作用時，會突然產生破裂，裂紋生長極為迅速；由于車輪破裂成數塊，有可能導致列車立即脫軌。
為了解決上述的車輪病害，世界各國有多個研究小組在這方面工作，其技術路線有兩條1.從制造、維修的角度尋找延長車輪使用壽命、避免車輪提早報廢的方法，如我國，俄國，美國；2.從材料角度尋找更好的鋼種，如歐洲鐵路研究所正在開發出一種強度更好貝氏體鋼，它將代替目前正在使用的珠光體車輪鋼。
本實用新型用一種新的思路來解決鐵道車輛車輪問題。激光技術是一項迅速發展的高新技術，激光材料強化技術是激光應用的一個分支，目前已成為材料表面強化與基體強化的最有效的手段之一。激光強化技術很適宜于鐵道車輛車輪表面硬化，剝落掉塊的熔覆，裂紋熔凝消除，表面合金強化，材料冶金凈化及局部冶金缺陷的修理。
本實用新型的目的是提供一種激光強化的鐵道車輛車輪，克服目前鐵道車輛車輪使用中的存在多種弊端，以得到比目前鐵道車輛車輪更高的強度、硬度、維修的機動性和更長的使用壽命，以適應鐵路提速對鐵道車輛車輪提出的更高要求。
本實用新型是這樣實現的一種激光強化的鐵道車輛車輪，包括車輪表面(1)，輪緣(2)，塌面(3)，車輪基體(4)，激光表面相變硬化層(5)，激光表面熔凝硬化層(6)，激光表面合金化硬化層(7)，激光表面熔覆硬化層(8)，車輪基體激光熔凝硬化層(9)，車輪基體激光合金化硬化層(10)，車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)，堆焊修復層激光重熔硬化層(13)，熱影響層(14)。激光強化車輛車輪的幾何尺寸與目前國產車輛車輪相同，車輪基體(4)的材質與目前國產車輪相同。硬化層(5)--(13)，熱影響層(14)，在車輪表面(1)下一定深度與范圍內，是通過激光束照射車輪表面(1)形成的。硬化層(5)--(13)與車輪基體(4)間有熱影響層(14)。硬化層(5)--(14)在車輪基體(4)中有一定的空間形狀，可以是連續的或不連續的；硬化層(5)--(14)在車輪表面(1)上有一定的平面形狀，可以是網狀，點狀，直線狀，曲線狀，平面狀。硬化層(5)--(14)在車輪基體(4)中有特定的微觀組織結構，這種特定的微觀組織結構有著特定的物理性狀與特性。激光強化車輪可以在工廠由激光機床加工形成，也可由移動激光維修車在軌道上就地加工形成。
本實用新型的優點為激光強化車輪的主要特征是用激光束在車輪表面(1)下一定深度與范圍內產生硬化層(5)--(14)。硬化層(5)--(14)與車輪基體(4)有著不同的顯微組織結構，也有著優異的物理特性。激光強化車輪不更動現有車輪的幾何尺寸，不更動現有車輪的生產工藝。激光強化車輪可在輪軌接觸面局部用激光束進行強化形成硬化層，也可根據車輪的病害情況在車輪任何部位局部用激光束進行強化修理。利用激光設備，激光強化車輪可以在工廠生產線上生產，也可以在軌道上就地對既有車輪進行激光強化。當激光強化車輪的硬化層磨損或疲勞破壞時，還可以利用激光設備在激光強化過的車輪上重新形成新的硬化層。激光強化車輪耐磨性好，抗沖擊韌性優良，通過總重比普通的車輪可增加1倍，是一種手段獨特、造價經濟、性能優異的新的鐵道車輛車輪。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細描述
圖1為本實用新型平面圖和剖面圖。
參照
圖1，標號(1)為車輪表面，標號(2)為車輪輪緣，標號(3)為車輪踏面，標號(4)為車輪基體，標號(5)為激光表面相變硬化層，標號(6)為激光表面熔凝硬化層，標號(7)為激光表面合金化硬化層，標號(8)為激光表面熔覆硬化層，標號(9)為基體激光熔凝硬化層，標號(10)為基體激光合金化硬化層，標號(11)為基體裂紋激光熔凝修復硬化層，標號(12)為基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層，標號(13)為堆焊修復層激光重熔硬化層，標號(14)為熱影響層。
用激光束照射車輪表面(1)，調整激光器輸出功率和光頭的運動速度，使車輪表面(1)不致熔化又能獲得設計的硬化深度，移動激光束，原照射點熱量在車輪基體(4)中迅速散發而快速自冷而淬火，這樣可在車輪表面(1)上獲得需要的激光相變硬化硬化層(5)。未經激光強化的車輪硬度一般在HRC34--38(376--394HV)間，經激光強化的車輪硬度一般為642--824HV。
工廠生產這種激光強化車輪需激光數控機床。該機床由二氧化碳氣體激光器，導光系統，數控機床組成。首先將車輪進行予處理，涂專門的涂料，以提高車輪表面(1)對激光的吸收率。激光光斑直經D，相對運動速度V，功率密度P0等加工參數要認真試驗確定。激光光斑可為圓形，也可為矩形，也可為線形。當激光器輸出功率確定后，可通過調整光頭與工件的距離L來調整功率密度。過大的功率密度會使車輪表面(1)溶化，車輪相變硬化可取功率密度為104-105W/cm2。激光照射車輪表面(1)，迅速加熱到相變溫度以上形成高溫相，激光加熱速度為103-104℃/S。當激光束移開，熱量迅速在車輪基體(4)內傳導而冷卻，冷卻速度可達104-106℃/S。激光表面加熱極快，奧氏體晶粒來不及長大，所以在車輪表面的奧氏體晶粒很細，自淬火后形成的馬氏體尺寸極小，可形成超細化的隱晶馬氏體。表面硬度可達850-900HV，耐磨性很好。調整有關參數，硬化層深度可達1--2mm。尤其是用傳統淬火方法難以處理的地方，用激光淬火可很方便的處理。
激光束可在車輪表面(1)上產生連續的相變硬化層，也可以掃描成不連續的、具有一定表面形狀或空間形狀的硬化層，如網狀，直線狀，曲線狀，平面狀，點狀。車輪表面(1)上獲得需要的激光相變硬化硬化層(5)，可在新車輪表面(1)上形成，也可在修理的車輪表面(1)上形成；可在工廠生產，也可用激光車在軌道上就地生產。
用激光束照射車輪表面(1)，調整激光光頭與車輪表面(1)的距離，用近于聚焦的激光束照射車輪表面，其表面迅速溶化，產生熔池，激光束移動后，熔池靠車輪自身快速冷卻凝固，這樣在車輪表面(1)上得到激光表面熔凝硬化層(6)。
激光熔凝硬化比激光相變硬化所用的激光能量密度高，約109W/m2，為提高車輪表面(1)對激光的吸收率，在處理表面涂摻石墨的硅酸鈉或其他材料，熔池溫度達1200℃以上。激光束照射車輪表面(1)的同時，在熔池上方要用惰性氣體保護，以避免熔池氧化。
調整激光束功率密度P0，掃描速度V，作用時間T，光頭與車輪表面(1)的距離L，光斑直徑等參數，車輪表面(1)激光熔凝后熔凝層的金相組織會出現超細共晶，細樹枝晶，非晶態組織。車輪表面(1)熔凝層為共晶組織，這是由于予涂層碳滲入熔池在激光束作用下高速對流的結果。共晶組織極為細密，內部主要由馬氏體和滲碳體構成，硬度高達1100HV。共晶層下方為枝晶區，枝晶區底部存在一層薄的白色區，往下是熱影響相變區，再往下是基體區。熔凝區，過渡區，相變區總厚可達1--5mm，調整參數可得更厚的5--10mm處理層。由于激光熔凝區組織極其細密，均勻，硬度很高，所以激光強化的車輪激光表面熔凝硬化層(6)有很好的耐磨性。由于激光熔凝車輪表面到基體有很好的各種組織過渡，處理層與基體有很好的結合冶金，內有殘余壓應力，所以激光強化的車輪激光表面熔凝硬化層(6)有很好的韌性，耐接觸疲勞，不宜剝離掉塊。
激光束可在車輪表(1)上產生連續的激光表面熔凝硬化層(6)，也可以掃描成不連續的、具有一定表面形狀或空間形狀的激光表面熔凝硬化層(6)，如網狀，直線狀，曲線狀，平面狀，點狀。車輪表面(1)上獲得需要的激光表面熔凝硬化層(6)，可在新車輪表面(1)上形成，也可在修理的車輪表面(1)上形成；可在工廠生產，也可用激光車在軌道上就地生產。
用激光束照射車輪表面(1)，車輪表面(1)上產生熔池，同時將合金粉末送入熔池，迅速熔化、混合、凝固，在車輪表面(1)上形成一層新的合金。新合金改變了車輪基體(4)的化學成分，又改變了組織結構和物理狀態，這樣在車輪表面(1)上形成激光表面合金化硬化層(7)。
車輪在激光合金化前，要進行予處理，將合金材料用刷、噴涂等方法予置到表面，調整激光光頭透鏡與車輪表面(1)的距離，使其處于透鏡焦點或近焦點處，激光功率密度108w/cm2，熔池溫度1200℃以上，冷卻速度106℃/s，合金層深度在車輪表面可達1--5mm。
車輪表面(1)的激光熔池需用惰性氣體保護，以免氧化而影響合金質量。可以采用自動氣流送粉系統，在向熔池表面吹入惰性氣體的同時，用氣流把予先配好的合金粉末噴入熔池，這樣省去了涂刷工序，而且可以精確控制合金成分。激光合金化的粉末有非金屬，合金，陶瓷粉末幾種。激光強化車輪激光表面合金化硬化層(7)用的合金粉末含有Cr，Ni，W，Ti，Mo，B，V，Co，Nb等。
激光表面合金化硬化層(7)由兩層組成，第一層為合金層，由于合金粉末在激光熔池里迅速熔化、混合，所得的合金層成分均勻，金相組織呈多元共晶體，組織細密。第二層為熱影響層(15)，由于在激光熔池中，合金熔體與基體間有極大的濃度梯度，合金元素短程擴散，合金層與熱影響區界面的顯微組織呈樹枝晶，與基體熱影響層(15)的馬氏體交錯排列，界面結合為冶金結合。
激光束可在車輪表面(1)產生連續的激光表面合金化硬化層(7)，也可以掃描成不連續的、具有一定表面形狀或空間形狀的激光表面合金化硬化層(7)，如網狀，直線狀，曲線狀，平面狀，點狀。車輪表面(1)上獲得需要的激光表面合金化硬化層(7)，可在新車輪表面(1)上形成，也可在修理的車輪表面(1)上形成；可在工廠生產，也可用激光車在軌道上就地生產。
用激光束照射車輪表面(1)，車輪表面(1)上產生熔池，將合金粉末予置或送粉到熔池，合金粉末與少量車輪基體(2)熔化、混合后迅速凝固，在車輪表面(1)上形成一層新的合金。新合金改變了車輪基體(2)的化學成分，又改變了組織結構和物理狀態，這樣在車輪表面(1)上形成一層與合金粉末基本一致的激光表面熔覆硬化層(8)。
激光強化車輪的激光表面熔覆硬化層(8)與的激光表面合金化硬化層(7)區別是激光表面熔覆硬化層(8)要求車輪表面(1)微熔而予復層全部熔化，予復層合金成分基本不變，僅在與車輪結合面處受到稀釋；而激光表面合金化硬化層(7)是使添加合金元素與車輪基體(2)局部混合而形成新的合金層。
激光表面熔覆硬化層(8)加工的工藝參數除了前述的工藝參數外，還有粉末粒度，送粉速率，保護氣體流量，搭接寬度等。粉末粒度取100～300目，搭接率40％左右，送粉量選取合適時，熔覆層斷面呈半月形。激光表面熔覆硬化層(8)用的粉末有鎳基自熔合金，鈷基自熔合金，鐵基自熔合金，陶瓷型自熔合金以及品種繁多的復合粉末；也可以針對車輪開發新的耐磨合金粉末或專用粉末。
激光強化車輪在激光熔覆前，要進行予處理，熔覆材料可用刷涂，噴涂等方法予置到車輪表面(1)，激光功率密度106w/cm2，熔池溫度1200℃，冷卻速106℃/s，熔覆層深度1--5mm。表面的激光熔池需用惰性氣體保護，采用自動送粉系統可同時將粉末與惰性氣體送進熔池。
采用不同的合金粉末在激光表面熔覆硬化層(8)可形成不同的金相組織，熔覆層組織晶粒細小，熔覆層與基體間有熱影響層且界面間有良好的冶金結合。
激光束可在車輪表面(1)產生連續的激光表面熔覆硬化層(8)，也可以加工成不連續的、具有一定表面形狀或空間形狀的激光表面熔覆硬化層(8)，如網狀，直線狀，曲線狀，平面狀，點狀。車輪表面(1)上獲得需要的激光表面熔覆硬化層(8)，可在新車輪表面(1)上形成，也可在修理的車輪表面(1)上形成；可在工廠生產，也可用激光車在軌道上就地生產。
上述的激光強化車輪的激光表面相變硬化層(5)、激光表面熔凝硬化層(6)、激光表面合金化硬化層(7)、激光表面熔覆硬化層(8)主要是指激光強化在車輪輪緣(2)、車輪踏面(3)輪軌工作邊形成的硬化層。
車輪基體激光熔凝硬化層(9)主要是指激光熔凝在車輪表面(1)下車輪基體(4)中較深部位形成的硬化層。車輪基體激光熔凝硬化層(9)的深度可達10mm以上，可以在車輪基體(4)中形成面積、體積的較大的激光熔凝硬化層(9)，可對車輪基體(4)的局部進行基材凈化、強化或補強；可以用在車輪各部位。
車輪基體激光合金化硬化層(10)主要是指激光合金化在車輪表面(1)下車輪基體(4)中較深部位形成的硬化層。車輪基體激光合金化硬化層(10)的深度可達10mm以上，可以在車輪基體(2)中形成面積、體積的較大的激光合金化硬化層(10)，對車輪基體(4)的局部進行強化或補強，對基材也有凈化作用；可以用在車輪各部位。
車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)主要是指，激光熔凝在車輪表面(1)下車輪基體(4)中修復各種裂紋形成的硬化層。車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)的深度可達10mm以上，可以在車輪基體(4)中裂紋周圍形成面積、體積的較大的激光熔凝硬化層(11)，對車輪基體(4)的裂紋周圍局部進行基材凈化、強化或補強；可以用在車輪各部位。
車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)主要是指，在車輪表面(1)下車輪基體(4)中，受車輪鋼中冶煉夾雜物、鑄造中砂眼、氣孔、疏松等因素影響而形成的冶金缺陷，可用激光熔凝形成車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)。車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)的深度可達10mm以上，可以在車輪基體(4)中冶金缺陷周圍形成面積、體積較大的激光熔凝硬化層(12)，對車輪基體(4)中的冶金缺陷周圍局部進行激光基材凈化、強化或補強；可以用在車輪各部位。
車輪堆焊修復層激光重熔硬化層(13)主要是指，在車輪表面(1)下車輪基體(4)中，用傳統的合金焊條堆焊修復各種磨損、裂紋、剝落、起疤形成的堆焊硬化層，用激光重新熔凝這些堆焊硬化層而形成的硬化層(13)。車輪堆焊修復層激光重熔硬化層(13)的深度可達10mm以上，可以在車輪基體(4)中堆焊修復層周圍形成面積、體積較大的激光熔凝硬化層(13)，對車輪基體(4)中的堆焊修復層周圍局部進行激光重新強化或補強；可以用在車輪各部位。
利用激光車、激光機床就地或在工廠強化車輪，不僅可以消除因輪軌接觸應力造成的車輪表面(1)輪軌工作邊的疲勞裂紋，而且可以根據運量和車輪的傷損情況，合理選擇激光強化車輪的修理周期和激光維修的作業參數，對車輪進行周期性的激光強化；一副車輪，可以多次形成激光強化硬化層；還可以對超過輕傷、重傷標準的車輪進行隨時的激光強化在線急修，這樣將大大延長車輪的服役時間和走行公里數。激光強化車輪有著獨特的物理特性，根據設計的硬化層(5)--(14)的不同，其抗拉強度可在800--1300Mpa間，硬度可在600--1100HV間，是一種超高強耐磨車輪。激光強化車輪廣泛適用于國鐵路網、廠礦專用線、城市輕軌、地鐵的各種機車車輛。
權利要求1.一種激光強化的鐵道車輛車輪，包括車輪表面(1)，輪緣(2)，踏面(3)，車輪基體(4)，激光表面相變硬化層(5)，激光表面熔凝硬化層(6)，激光表面合金化硬化層(7)，激光表面熔覆硬化層(8)，車輪基體激光熔凝硬化層(9)，車輪基體激光合金化硬化層(10)，車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)，車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)，堆焊修復層激光重熔硬化層(13)，熱影響層(14)。其特征在于，用激光束照射車輪表面(1)，形成下述的一種或多種硬化層激光表面相變硬化層(5)，激光表面熔凝硬化層(6)，激光表面合金化硬化層(7)，激光表面熔覆硬化層(8)，車輪基體激光熔凝硬化層(9)，車輪基體激光合金化硬化層(10)，車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)，車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)，堆焊修復層激光重熔硬化層(13)；上述硬化層(5)---(13)與車輪基體(4)間存在熱影響層(14)；硬化層(5)--(14)在車輪基體(4)中有特定的微觀組織結構，這種特定的微觀組織結構有著特定的物理性狀與特性。
2.根據權利要求1所述的硬化層，其特征在于，激光表面相變硬化層(5)，激光表面熔凝硬化層(6)，激光表面合金化硬化層(7)，激光表面熔覆硬化層(8)，車輪基體激光熔凝硬化層(9)，車輪基體激光合金化硬化層(10)，車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)，車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)，堆焊修復層激光重熔硬化層(13)，在車輪表面(1)上有一定的平面形狀，可以是網狀，點狀，直線狀，曲線狀，平面狀。
3.根據權利要求1所述的硬化層，其特征在于，激光表面相變硬化層(5)，激光表面熔凝硬化層(6)，激光表面合金化硬化層(7)，激光表面熔覆硬化層(8)，車輪基體激光熔凝硬化層(9)，車輪基體激光合金化硬化層(10)，車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)，車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)，堆焊修復層激光重熔硬化層(13)，在車輪基體(4)中有一定的空間形狀，可以是連續的或不連續的。
4.根據權利要求1所述的激光強化的車輪，其特征在于，激光強化車輪可以在工廠由激光機床加工形成，也可由激光車在軌道上就地加工形成。
5.根據權利要求1所述的激光表面相變硬化層(5)，其特征在于，激光表面相變硬化層(5)在車輪輪緣(2)、車輪塌面(3)的車輪表面(1)下形成，其厚度可達2mm。
6.根據權利要求1所述的激光表面熔凝硬化層(6)，其特征在于，激光表面熔凝硬化層(6)在車輪輪緣(2)、車輪塌面(3)的車輪表面(1)下形成，其厚度可達10mm。
7.根據權利要求1所述的激光表面合金化硬化層(7)，其特征在于，激光表面合金化硬化層(7)在車輪輪緣(2)、車輪塌面(3)的車輪表面(1)下形成，其厚度可達10mm。
8.根據權利要求1所述的激光表面熔覆硬化層(8)，其特征在于，激光表面熔覆硬化層(8)在車輪輪緣(2)、車輪塌面(3)的車輪表面(1)下形成，其厚度可達5mm。
9.根據權利要求1所述的車輪基體激光熔凝硬化層(9)，其特征在于，車輪基體激光熔凝硬化層(9)在車輪各處車輪表面(1)下車輪基體(4)中形成，其深度可達15mm。
10.根據權利要求1所述的車輪基體激光合金化硬化層(10)，其特征在于，車輪基體激光合金化硬化層(10)在車輪各處車輪表面(1)下車輪基體(4)中形成，其深度可達10mm。
11.根據權利要求1所述的車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)，其特征在于，車輪基體裂紋激光熔凝修復硬化層(11)在車輪各處車輪表面(1)下車輪基體(4)中修復各種裂紋形成，其深度可達15mm。
12.根據權利要求1所述的車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)，其特征在于，車輪基體冶金缺陷激光熔凝修理硬化層(12)在車輪各處車輪表面(1)下車輪基體(4)中激光熔凝修理各種冶金缺陷形成，其深度可達15mm。
13.根據權利要求1所述的車輪堆焊修復層激光重熔硬化層(13)，其特征在于，車輪堆焊修復層激光重熔硬化層(13)在車輪各處車輪表面(1)下車輪基體(4)中激光重新熔凝堆焊硬化層而形成，其深度可達15mm。
14.根據權利要求1所述的激光強化車輪，其特征在于，根據走行公里和車輪的傷損情況，車輪可進行周期性的激光強化維修和隨時的激光在線急修。
15.根據權利要求1所述的激光強化車輪，其特征在于，激光強化車輪硬化層(11)--(13)根據設計的的不同，其抗拉強度可在800--1300Mpa間，硬度可在600--1100HV間。
專利摘要一種激光強化的鐵道車輛車輪,其表面和基體可以制作一種或多種激光強化的硬化層,比普通車輛車輪有更高的強度、硬度、維修的機動性和更長的使用壽命,克服了目前車輛車輪使用中存在多種弊端,可滿足鐵路提速對車輛車輪提出的要求。
文檔編號B60B17/00GK2487620SQ0121989
公開日2002年4月24日 申請日期2001年4月23日 優先權日2001年4月23日
發明者張準勝 申請人:張準勝, 呂杰勝, 袁明振