行车轮即是一种起重机车轮,主要使用于门式起重机、桥式起重机、港机和矿山机械等。
行车轮性能要求
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。
行车轮材质
基于行车轮的性能要求,常用的行车轮材质主要有两类:用于锻造的60#、65Mn、42CrMo,用于铸造的ZG50SiMn、ZG35---42。
1、65#行车轮
65#钢,中高碳弹簧钢。该钢制造起重机行车轮,经热处理或冷作硬化后具有较高强度、硬度与弹性,冷变形塑性低,焊接性不好,一般采用油淬,大截面零件采用水淬油冷或正火处理进行硬化。其特点是在相同组态下其疲劳强度可与合金弹簧钢相当。
力学性能:抗拉强度 σb (MPa)≥695,屈服强度 σs (MPa)≥410,退火钢≤229,试样毛坯尺寸为25mm。
热处理工艺:810℃正火,淬火温度780-830℃,油或水冷却;回火温度400-600℃。
2、65Mn行车轮
65Mn弹簧钢,热处理及冷拔硬化后,强度较高,具有一定的韧性和塑性;在相同表面状态和完全淬透情况下,疲劳极限与合金弹簧相当。通过锰提高淬透性,Φ12mm的钢材油中可以淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的行车轮综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性。
退火工艺:退火温度(860±10)℃,保温45-60min,炉冷到(750±10)℃,保温3-3.5h,在炉冷650-660℃以后,出炉堆冷或入保温坑缓冷。金相组织符合要求:珠光体组织2.5-6级,以4级左右为佳,该工艺提率80%-100%。
65Mn钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高,具有过热敏感性和回火脆性倾向,水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可,冷变形塑性低,焊接性差。
3、42CrMo行车轮
42CrMo钢材属于超高强度钢,具有高强度和韧性,淬透性也较好,无明显的回火脆性,调质处理后行车轮有较高的疲劳限度和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。
力学性能:硬度 退火147~241HB,抗拉强度σb (MPa) ≥1080(110),屈服强度 σs (MPa) ≥930(95),伸长率 δ5 (%) ≥12,断面收缩率ψ (%) ≥45,冲击功Akv (J) ≥63,冲击韧性值 αkv (J/cm2) ≥78(8),硬度 ≤217HB。
普通淬火、回火规范:淬火温度1000~1050℃,淬油或淬气,硬度≥ 60HRC,回火温度160~180℃,回火时间2h,或回火温度325~375℃,回火次数2~3次。
4、ZG50SiMn行车轮
ZG50SiMn合金钢为结构钢。50SiMn有高的强度和良好的韧性,不适合焊接。
化学成分:碳 C:0.46~0.54;硅 Si:0.80~1.10;锰 Mn:0.80~1.10
5、ZG35---42行车轮
中碳铸钢,ZG35是以前的老标准,相当于现在的ZG270--500。其碳含量在0.32--0.37之间,新标准不以碳含量来标明,而以机械性能作为牌号,270是屈服强度,500是抗拉强度,对碳含量不于以表示。
ZG35的机械性能略低于同等含碳量的结构钢或优质钢,因它的P、S含量的要求较宽。
行车轮轴材质
行车轮轴材质常用45钢,是一种优质碳素结构钢,具有很高的强度,抗变形能力。在加工时:
(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,应按照车轮轴的几何形状,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。