机车车辆车轮轮缘踏面样板

车轮径向截面上由轮缘和踏面形成的轮廓线车轮轮缘和踏面外形的选择,不仅影响车轮的磨耗和使用寿命，而且直接关系到机车车辆的曲线通过性能和走行质量。轮缘使车轮能可靠地通过曲线和道岔，不致脱轨。踏面呈圆锥形，在滚动圆附近锥度1:10。通过曲线时，外侧车轮以靠近轮缘的较大直径在外轨上滚动，内侧车轮以较小直径在内轨上滚动，这样，一方面使轮对随线路方向变化而起导向作用，同时内外轮滚动距离的不同还可补偿内外轨长度之差的影响。在直线上运行时，如果轮对偏离其在线路上的中心位置，则两轮滚动半径之差将使轮对向恢复其中心位置的方向运动。车轮外侧锥度为1:5，可加大轮对两轮滚动半径之差,使其易于通过小半径曲线。但圆锥形踏面同时也是产生机车车辆蛇形运动和影响走行质量的根源。减小踏面锥度有助于抑制蛇行运动，但轮缘磨耗显著加剧，旋轮周期和车轮使用寿命大为缩短。这种办法仅在一些高速客运列车上采用。另一方面，车轮轮缘踏面外形在运行初期磨耗较快，以后逐渐趋向稳定，磨耗减慢。旋修恢复后的外形仍不能保持很长时间，而且金属切削量很大。因此，有些国家的铁路采用了一种接近于磨耗达到相对稳定状态的轮对踏面外形，称为 ，又称磨耗形踏面。采用这种外形不仅可减少车轮磨耗，延长旋修周期，而且由于改善了轮轨接触状态，接触应力也可有所降低。

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。

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最有效的方法，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。所以可以选用油淬油淬，但要保证工件出炉后尽快入油淬火。

油淬回火:采用高温回火，消除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、外径尺寸达图。