專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼軌熱處理技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法。
背景技術(shù)：
目前，有關(guān)高強(qiáng)度重型鋼軌的熱處理技術(shù)主要方式有“先風(fēng)后霧”和“先風(fēng)冷后水冷”等淬火熱處理工藝方法。這兩種熱處理工藝方法在重軌加熱過(guò)程完成后，都要先用壓縮空氣慢速冷卻一段時(shí)間，然后用噴霧或噴水的方式加速冷卻。如“生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼軌的熱處理和裝置”(CN88105864.5)專(zhuān)利技術(shù)，將軋制成型的鋼軌進(jìn)行預(yù)熱、加熱、壓縮空氣冷卻、霧冷卻和控制變形處理，從而在鋼軌頭部較深范圍內(nèi)得到高硬度的細(xì)珠光體組織?！颁撥墴崽幚矸椒ê脱b置”(CN92113263.8)技術(shù)，是先用雙頻感應(yīng)加熱裝置對(duì)鋼軌進(jìn)行預(yù)熱和加熱，然后空冷、壓縮空氣冷卻、噴水冷卻和控制熱處理變形。但這兩種鋼軌熱處理工藝技術(shù)存在如下不足1.風(fēng)冷過(guò)程中的冷卻介質(zhì)(風(fēng))由工業(yè)壓縮空氣形成，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮空氣與所用空氣、生產(chǎn)季節(jié)時(shí)間和環(huán)境溫度的影響密切相關(guān)，其溫度和濕度常常是變化不定的，給高強(qiáng)度重型鋼軌的熱處理帶來(lái)了極大的干擾和難以控制；2.霧是水與空氣的產(chǎn)物，受空氣壓力和水流量波動(dòng)的影響，作為加速冷卻介質(zhì)存在導(dǎo)熱性能不穩(wěn)定和熱能揮發(fā)紊流現(xiàn)象，導(dǎo)致熱處理過(guò)程噴霧冷卻的“踹氣”現(xiàn)象難以克服；3.雖然水的導(dǎo)熱冷卻性能較霧氣好，但是水的不易揮發(fā)性在高熱降溫時(shí)產(chǎn)生大量霧氣，使得熱能難以快速通過(guò)揮發(fā)交換出去而降低熱處理的效率，同時(shí)水的溫度是隨著季節(jié)、生產(chǎn)時(shí)間和工況的變化而變化的，也是不穩(wěn)定的冷卻介質(zhì)，常常導(dǎo)致熱處理不夠或過(guò)度，嚴(yán)重影響了鋼軌熱處理的產(chǎn)品質(zhì)量和性能；4.攜帶大量熱能的具有不同厚度和流速的霧和水在鋼軌表面的隨機(jī)流動(dòng)，也嚴(yán)重影響重軌熱處理過(guò)程的冷卻均勻性，往往造成回火過(guò)度形成局部硬塊和裂紋，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生局部脫落。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種冷卻介質(zhì)單一、冷卻均勻、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品質(zhì)量好、節(jié)約水、熱處理工藝穩(wěn)定的高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法，通過(guò)該熱處理方法能形成細(xì)小珠光體+少量鐵素體的金相組織。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用本申請(qǐng)人同日申請(qǐng)的“一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理系統(tǒng)”發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行熱處理，先用該系統(tǒng)的帽型感應(yīng)加熱裝置對(duì)重型鋼軌頭部進(jìn)行加熱，在50～90秒的時(shí)間將重型鋼軌的頭部表面溫度加熱到800～1000℃，保溫15～25秒。再將重型鋼軌頭部移到該系統(tǒng)的噴風(fēng)裝置中，通過(guò)該系統(tǒng)中的PLC控制器將進(jìn)入冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)的空氣冷卻到5～10℃后，冷卻空氣通過(guò)噴風(fēng)裝置的噴頭將重型鋼軌頭部的表面溫度冷卻到400～600℃，冷卻速度為18～20℃/S。然后進(jìn)行自然冷卻。
噴吹時(shí)，噴風(fēng)裝置的噴頭分別對(duì)準(zhǔn)重軌踏面和頭部?jī)蓚?cè)曲面的延伸面進(jìn)行噴風(fēng)；壓縮空氣的壓力為4～8MPa，濕度為5～20％。
由于采用上述技術(shù)方案，在升溫加熱階段使用帽型感應(yīng)加熱裝置能實(shí)現(xiàn)全方位均勻熱處理，在冷卻階段以具有較低濕度和恒定溫度的單一介質(zhì)的風(fēng)來(lái)代替不穩(wěn)定的水和霧，同時(shí)用經(jīng)過(guò)恒溫低濕處理的壓縮空氣進(jìn)行壓力和流量控制，對(duì)重型鋼軌頭部進(jìn)行單一吹風(fēng)冷卻熱處理，簡(jiǎn)稱(chēng)“恒溫變流量低濕一次噴風(fēng)”重型鋼軌熱處理工藝。用該工藝處理后的重型鋼軌不會(huì)出現(xiàn)局部馬氏體或貝氏體組織，能形成細(xì)小珠光體+少量鐵素體的金相組織。這是由于風(fēng)冷的冷速較慢，當(dāng)軌頭表面的溫度降低到600℃左右時(shí)，噴風(fēng)帶走的熱量與中心傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量基本達(dá)到平衡，金屬的相變過(guò)程相當(dāng)于奧氏體向珠光體的等溫度轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明不僅冷卻介質(zhì)單一、操作簡(jiǎn)便、熱處理工藝穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量好、節(jié)約水和環(huán)境友好；且由于具有一定壓力的高速冷風(fēng)氣流對(duì)重型鋼軌冷卻不存在紊流和汽包熱現(xiàn)象，保證了冷卻的均勻性，故熱處理效果好。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
本實(shí)施例采用本申請(qǐng)人同日申請(qǐng)的“一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理系統(tǒng)”發(fā)明技術(shù)進(jìn)行熱處理，先用該系統(tǒng)的帽型感應(yīng)加熱裝置對(duì)重型鋼軌頭部進(jìn)行加熱，在60～80秒的時(shí)間將重型鋼軌的頭部表面溫度加熱到900～1000℃，保溫15～20秒；再將重型鋼軌頭部移到該系統(tǒng)的噴風(fēng)裝置中，通過(guò)該系統(tǒng)中的PLC控制器將進(jìn)入冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)的空氣冷卻到5～10℃后，冷卻空氣通過(guò)噴風(fēng)裝置的噴頭將重型鋼軌頭部的表面溫度冷卻到500～600℃，冷卻速度為18～20℃/S；然后進(jìn)行自然冷卻。
噴吹時(shí)，噴風(fēng)裝置的噴頭分別對(duì)準(zhǔn)重軌踏面和頭部?jī)蓚?cè)曲面的延伸面進(jìn)行噴風(fēng)；壓縮空氣的壓力為5～7MPa，濕度為6～16％。
本
具體實(shí)施例方式
不僅冷卻介質(zhì)單一、操作簡(jiǎn)便、熱處理工藝穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量好；且由于具有一定壓力的高速冷風(fēng)氣流對(duì)重型鋼軌冷卻不存在紊流和汽包熱現(xiàn)象，保證了冷卻的均勻性，故熱處理效果好，能形成細(xì)小珠光體+少量鐵素體的金相組織。
用本實(shí)施例和噴水兩種冷卻方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，采用噴風(fēng)冷卻方法完全不會(huì)出現(xiàn)局部馬氏體或貝氏體組織，能形成珠光體+少量鐵素體的金相組織。這是由于風(fēng)冷的冷速較慢，當(dāng)軌頭表面的溫度降低到600℃左右時(shí)，噴風(fēng)帶走的熱量與中心傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的熱量基本達(dá)到平衡，金屬的相變過(guò)程相當(dāng)于奧氏體向珠光體的等溫度轉(zhuǎn)變，其金相組如表1所示。
表1風(fēng)冷與水冷對(duì)比實(shí)驗(yàn)參數(shù)

權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法，其特征在于采用“一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理系統(tǒng)”進(jìn)行熱處理，先用該系統(tǒng)的帽型感應(yīng)加熱裝置對(duì)重型鋼軌頭部進(jìn)行加熱，在50～90秒的時(shí)間將重型鋼軌的頭部表面溫度加熱到800～1000℃，保溫15～25秒；再將重型鋼軌頭部移到該系統(tǒng)的噴風(fēng)裝置中，通過(guò)該系統(tǒng)中的PLC控制器將進(jìn)入冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)的空氣冷卻到5～10℃后，冷卻空氣通過(guò)噴風(fēng)裝置的噴頭將重型鋼軌頭部的表面溫度冷卻到400～600℃，冷卻速度為18～20℃/S；然后進(jìn)行自然冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法，其特征在于所述的壓縮空氣的壓力為4～8MPa，濕度為5～20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法，其特征在于所述的噴風(fēng)裝置的噴頭分別對(duì)準(zhǔn)重軌踏面和頭部?jī)蓚?cè)曲面的延伸面進(jìn)行噴風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度重型鋼軌頭部的熱處理方法。其技術(shù)方案是先用帽型感應(yīng)加熱裝置對(duì)重型鋼軌頭部進(jìn)行加熱，在50～90秒的時(shí)間將重型鋼軌的頭部表面溫度加熱到800～1000℃，保溫15～25秒；再將重型鋼軌頭部移到該系統(tǒng)的噴風(fēng)裝置中，通過(guò)該系統(tǒng)中的PLC控制器使冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)的空氣冷卻到5～10℃后，冷卻空氣通過(guò)噴風(fēng)裝置的噴頭將重型鋼軌頭部的表面溫度冷卻到400～600℃，冷卻速度為18～20℃/S；然后進(jìn)行自然冷卻。本發(fā)明不僅冷卻介質(zhì)單一、操作簡(jiǎn)便、工藝穩(wěn)定，且冷卻均勻、能形成珠光體+少量鐵素體的金相組織、處理效果好。
文檔編號(hào)C21D11/00GK101016580SQ20071005150
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者熊建良, 趙剛, 程先舟, 陳建勛, 歐陽(yáng)標(biāo), 涂福泉, 余馳斌 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵股份有限責(zé)任公司大型軋鋼廠(chǎng), 武漢科技大學(xué)