行车轮加工工艺

• 1、车轮结构
• 车轮由紧固车轮的轮毂、与钢轨接触的轮毂及连接两者的辐板三部分构成，如下图所示。

• • 2、车轮制造方法
  • 组合车轮制造法 组合车轮是由铸钢或铐铁的轮心、套在轮心上的轮箍以及用于固定前两者的扣环这三部分组成。轮心和轮箍经单独加工后，在高温状态下组合起来，即把轮心衬套在轮箍中，再用扣环固定，形状如图2-2所示。由于轮箍章和轮心是独立生产的，而相较整个车轮来说，它们的形状都比较简单，所以生产过程中，产品的成品率较高，质量也较好。但是由于增加了装配过程，所以生产工序相应增加，降低了其经济性和可靠性，随着轨道车车速的提高，对车轮质量进一步提高，所以现在这种车轮的使用量较小。

• • 铸造法 利用浇注模型进行浇注，钢水进入模型直接铸成轮坯，简化了生产工艺，同时降低了能稳。铸造法的优点在于模具能重复使用，降低了生产成本，铸造精度高，能在踏面部形成较厚的细晶层，提高了车轮的质量和性能。但是铸件的质量取决于成形工艺、铸型材料、合金的熔炼与浇注等诸多因素，易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷，且往往组织疏松，晶粒粗大，各方面的性能都远不及塑性成形件。所以铸造法制造的车轮现在使用量较小，只在部分货车中使用。浇注方法如图2-3 所示。

• • 全模锻法 采用全模锻法生产车轮可以阵低车轮的尺寸公差，减小加工余量，减少了金属的消耗量。制造过程中车轮各部位尺寸容易控制，车轮整体的偏心量较小，辐板的几何形状较，车轮的表面质量也有提高。由于所需设备较少，同时减少了工序数，从而大大简化了工艺流程。但由于必须使用大功率的锻压设备，致使生产效率低下，故该方法没有得到广泛的使用。此法的流程如2-4所示。

• 整体轧制车轮法 整体轧制车轮法类似于组合车轮生产法，但该法加工的车轮是一个整体，不能拆卸。尽管整轧车轮达到路面磨损极限时（磨损到报废线），必须更换整个车轮，但是生产整轧车轮远比生产一对轮箍和轮心成本低廉，所以整轧车轮在经济上仍有优势，特别是踏面部分经过耐磨处理后，其寿命也会大幅度提高。整轧车轮由于在生产过程中经过了较大塑性变形，故内在质量比铸造车轮好。 由于整轧车轮的优势突出，所以被广泛应用。尤其是在客车包括现在的高速列车都是使用这种车轮。所以下面要讨论的车轮加工工艺也是指整体轧倒车轮法加工工艺。

一、车轮加工工艺

行车轮是比较容易损坏的部件。根据行车的使用特点，要求车轮踏面有较高的硬度，并且有一定的淬硬层深度和过渡层(深度>10mm，硬度HRC40一48)，以提高承载能力、耐磨性和抗接触疲劳的性能。同时，要求其基体组织要有良好的综合力学性能和良好的组织状态，硬度应达HBS187~229，使之具有高的韧性，提高抗冲击性能和抗开裂性能。

• 方案一：
• 1、材质：ZG50SiMn
• 2、加工工艺流程：（1）铸造： 铸造保证材质均匀，无气孔、砂眼，然后进行退火处理。（2）车床粗车毛坯内孔、外圆，直径留2mm余量待热处理后精车成。（3）热处理（淬火+回火） 行车轮的材质为中碳合金钢，如按正常的加热淬火、回火，则踏面和心部为相同的硬度，综合力学性能不好，无法满足其技术要求。为了达到图纸技术要求，使其表面达到淬火温度，而心部温度相对较低；实现加深表面淬硬层深度、提高表面和外沿的硬度，而心部硬度较低的目标，我们采用以下方法。装炉方法：工件热处理装炉时，用一块钢板放在料盘上面，将三个车轮叠放在一起放在钢板上，保证它们之间严密接触，内孔装入铸铁屑（防止工件内孔氧化），车轮间用耐火纤维毡填实，上面再放上一块钢板压实（这样可以使其表面达到淬火温度，而心部温度相对较低；实现加深表面淬硬层深度、提高表面和外沿的硬度，而心部硬度较低的目标） 。加热速度：适当提高淬火温度和淬火加热速度对提高表面硬度有利。加热温度：工件室温—750度时保温1小时—-淬火温度（860~890度）—淬火（注意此时不保温）。本方法采用高温零保温的差温热处理新工艺，可有效地提高工件表面硬度和保持较低的心部硬度，是一种行之有效的热处理方法. 淬火介质：采用水淬是提高硬度有效的方法，但该材质水淬开裂的危险特别大，尤其是外沿要开裂，所以不能采用。水淬油冷方法也可提高表面硬度，但是工件的外沿尺寸较小，与踏面的截面差较大，淬火时冷却时间不一致，水冷时间不好控制，也不易采用。所以可以选用油淬，但要保证工件出炉后尽快入油淬火。回火：采用高温回火，了工件大量的残余应力，回火组织由低温回火马氏体，变为具有良好综合力学性能的高温回火索氏体。这样在保证踏面具有高硬度的同时又保证工件具有良好的韧性，高温回火的温度550–580度。保温2—3小时后在空气中自然冷却。

• 方案二：
• 1、材质：ZG35—42
• 2、加工工艺流程：（1）铸造： 铸造保证材质均匀，无气孔、砂眼，然后进行退火处理。（2）车床粗车毛坯，内径留2~3mm余量，外径较图纸尺寸小6~7mm。（3）堆焊：对行车轮预先进行预热，温度200度，保温1~2小时后出炉焊接，使用LG834焊丝+HJ260D焊剂+SJ102焊剂进行堆焊车轮踏面、轮肩，保证焊层无裂纹、夹渣等缺陷。（4）堆焊完后进行退火处理，加热温度850~860度，保温时间5小时，然后随炉冷却，当车轮温度低于300度时可出炉空冷。 （5）精车内、外径尺寸达标。

二、车轮轴加工工艺

1、材质：45钢

2、加工工艺流程：（1）粗车直径留2mm余量待热处理后精车成。（2）热处理：调质（淬火+回火）

装炉方法：垂直悬挂入炉

淬火：加热温度820—850度，保温0.5—1小时出炉，入水后，工件宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。当水中的工件温度300度左右时， 即可出水空冷（如能油冷更好）。

回火：钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，保温1-2小时，然后出炉空冷。