[发明专利]贝氏体钢辙叉心轨淬火冷却方法

说明书

提供一种贝氏体钢辙叉心轨淬火冷却方法，包括如下步骤，淬火速冷室炉门打开；取料机将固定间距心轨放在支架上炉门关闭；开始执行速冷程序；920～650℃高温阶段，风冷与非接触式水冷换热组合降温；650～450℃中温阶段，风冷与喷雾冷却组合降温；450～200℃低温阶段，单独使用风冷装置上、下换向降温。速冷结束，淬火速冷室自动停机。本发明采用风冷、喷雾、非接触式水冷换热任意组合的冷却方式，实现了铁路辙叉心轨工业化、大批量淬火冷却生产，具有防变形，高效，更加经济实用，淬火质量稳定可靠的优势。

技术领域

本发明属于化学冶金对金属材料淬火热处理技术领域，具体涉及一种贝氏体钢辙叉心轨淬火冷却方法。

背景技术

贝氏体钢因其优异的强韧性配合，在机车轴承、辙叉心轨等需要高强度、高硬度和高韧性的使用场合得到了广泛应用。由于贝氏体属于珠光体与马氏体组织之间的一种过渡组织，对淬火过程中的转变温度控制要求非常严格，常规的水淬、油淬、液体介质淬火等方式在实际生产中很难保证产品质量的一致性。

前人经过大量试验研究得出结论，贝氏体钢的最佳热处理工艺是在盐浴炉中进行等温热处理，可以稳定的获得最佳的使用性能。但较大尺寸的辙叉心轨会大幅增加盐浴处理所需工艺时长，造成劳动效率低下且生产成本升高。因此，盐浴炉等温处理的方式只适用于一些小零件，不适用于铁路辙叉心轨等大尺寸长轴类零件的工业化批量生产。

现有技术下，贝氏体钢辙叉心轨淬火技术中，由于没有专用的淬火冷却设备，常规的做法是在心轨加热至奥氏体化后，出炉吊挂或平放在支架、料垫等室内开放环境中，采用轴流风机吹强风进行持续冷却。冷速可调节范围小，且受环境温度影响大，产品质量一致性差。心轨截面尺寸差异大的部位，冷速差异也较大。

专利号为CN201210309012.3公开的一种贝氏体道岔钢轨的热处理方法，由于未采用上下换向吹风技术，导致心轨上下表面无法按照相对均匀的冷速进行降温，上、下表面因冷速差异过大造成表面硬度差异过大问题。

而将风冷、喷淋式水冷、喷雾三种淬火冷却方式相结合的淬火冷却设备设计中，喷淋式水冷方式由于水的比热容大，淬火过程中心轨直接与水接触，会导致心轨表面急速降温，使心轨因过大的芯表温差，不可避免地产生扭曲、侧弯等热处理变形问题，需要矫直处理，无形增加了工序，且变形量不可控，产品质量稳定性差。对此，现提出如下技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种贝氏体钢辙叉心轨淬火冷却方法，采用可上下换向并分区的风冷方式、喷雾、非接触式水冷换热任意组合的冷却方式，解决铁路辙叉心轨等大尺寸长轴类零件速冷调节方式单一，调节范围小；无法工业化、大批量、防变形、高效、质量稳定淬火生产的技术问题。

本发明采用的技术方案：贝氏体钢辙叉心轨淬火冷却方法，包括如下步骤：S001、淬火速冷室炉门打开；取料机将之前按固定间距摆放需要速冷的心轨放在支架上；淬火速冷室炉门关闭；

S002、人工点击开始按钮，淬火速冷室开始执行速冷程序；

S003、速冷程序中的920～650℃高温冷却阶段，在淬火速冷室内，将具有换向功能和分区功能的风冷装置与非接触式水冷换热装置组合对辙叉心轨进行降温；

S004、速冷程序中的650～450℃中温冷却阶段，在淬火速冷室内，将具有换向功能和分区功能的风冷装置与喷雾冷却装置组合对辙叉心轨进行降温；

S005、速冷程序中的450～200℃低温冷却阶段，在淬火速冷室内，单独使用具有换向功能和分区功能的风冷装置上、下换向对辙叉心轨进行降温；

S006、速冷程序结束，淬火速冷室自动停机。

上述技术方案中，进一步地：风冷装置使用的离心风机转速为1100转～1400转；风冷装置使用的上风箱、下风箱上、下交替换向吹风的时间间隔为2～4分钟。