§ 57. Технологические процессы термической обработки колес

Постоянство температуры нагрева колеса под закалку легко достигается при применении специального нагрева колес. В этом случае обеспечивается возможность необходимого регулирова­ния температуры колес и колебания ее для установленного ре­жима незначительны.

Иначе обстоит дело при закалке колес с прокатного нагрева. В этом случае температура колеса перед закалкой колеблется в широких пределах и зависит от ряда обстоятельств, характерных для массового поточного производства.

Основным фактором, влияющим на температуру закалки, яв­ляется темп производственного потока. На заводах, производя­щих деформирование заготовки и закалку с одного нагрева, тем­пература колес, поступающих в закалку, в зависимости от тем­па колеблется обычно в пределах от 840 до 1000°. В годы освое­ния в СССР колесопрокатного производства, при сравнительно малой производительности прессо-прокатного отделения, темпе­ратура колес после деформирования на выгибном прессе ко­лебалась в пределах 860—940°. В настоящее время производи­тельность колесопрокатного цеха, благодаря ряду технических усовершенствований и новаторскому движению, увеличилась вдвое против довоенной. Это немедленно сказалось и на темпе­ратуре закалки, колебание которой на современных отечествен­ных установках можно определить пределами 940—1000°. На заводах, производящих термическую обработку колес с прокатного нагрева при дополнительном подогреве колесной заготов­ки перед прокаткой, колебания температуры в значительной ме­ре уменьшаются. Однако и в этом случае нельзя гарантировать постоянство температуры в таких пределах, какие вполне обес­печиваются при специальном нагреве колес под закалку.

Соблюдение постоянства температуры закалочной среды до­стигается значительно легче. При использовании закалочных столов температура воды может быть практически постоянной, что обеспечивается оборотным циклом воды и возможностью по­догрева ее паром. При применении закалочных ванн, несмотря на использование проточной воды, происходит постепенное на­гревание воды в ванне и деталей поддерживающих механизмов, что приводит к более значительным колебаниям температуры во­ды, чем при обрызгивании.

Продолжительность закалки (обрызгивания или замочки) яв­ляется одним из важнейших факторов, влияющих на механиче­ские свойства и динамическую прочность колес. При поверхност­ной закалке колес для получения высоких механических свойств обязательна закалка на значительную глубину. Вместе с тем, учитывая, что в колесе аккумулировано значительное количество тепла, расходующегося в дальнейшем на самоотпуск, при закал­ке с общего нагрева следует назначать режим закалки, исходя из необходимости: 1) получения глубокого закаленного слоя³; 2) создания условий хорошего самоотпуска. Таким образом, ре­жимы самоотпуска при закалке с прокатного нагрева являются функцией температуры закалки (т. е. тем самым темпа произ­водственного потока) и продолжительности закалки. При более продолжительной закалке колесо теряет больше аккумулирован­ного в нем тепла и температура самоотпуска снижается. При уменьшении продолжительности закалки температура самоот­пуска повышается, но возникает опасность получения недоста­точного предела прочности.

Характерной особенностью термической обработки колес с прокатного нагрева и последующего самоотпуска в неотапливае­мых колодцах является зависимость механических свойств коле­са от дней недели Перерыв в работе в выходной день приводит к снижению запаса тепла в кладке колодцев и, следовательно, к снижению температуры самоотпуска. Накануне выходного дня температура кладки колодцев достигает максимума, и самоот­пуск происходит при более высокой температуре. Регулирование режима можно осуществлять путем уменьшения или увеличения продолжительности закалки в различные дни недели.

Таким образом, взаимозависимость отдельных операций тер­мической обработки при ее осуществлении с прокатного нагрева весьма усложняет выбор режима термической обработки в об­щей цепи технологического процесса производства колес.

Осуществление самоотпуска при закалке колес со специаль­ного нагрева несколько облегчает установление режима само­отпуска, гарантирующего постоянство механических свойств ко­лес.

Многообразие факторов, влияющих на результаты термиче­ской обработки, и условия экономической целесосбразности вы­бора того или иного режима термической обработки определяют разнообразие технологических процессов термической обработ­ки, применяемых при производстве цельнокатаных колес.

Ниже рассматриваются различные виды термической обра­ботки колес.

Сорбитизация с прокатного нагрева (I вариант). После окон­чания деформирования колеса его при температуре 940—980° укладывают в горизонтальном положении на вращающуюся тум­бу закалочного стола и производят обрызгивание водой поверх­ности катания. Температура воды 30—40°. Продолжительность обрызгивания зависит от содержания углерода и марганца в стали. Данные о продолжительности обрызгивания приведены в табл. 28 (завод им. К. Либкнехта).

Таблица 28