[发明专利]一种时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺、高铁车轴及其生产方法

权利要求书

1.一种时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺，其特征在于，所述时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺包括以下步骤：

1)表面感应淬火时，淬火机床采用竖立式，车轴垂直放置；

2)加热感应器与喷水线圈沿车轴纵向进行匀速轴向移动；

3)表面感应淬火时，淬火机床带动车轴自转；

4)喷水线圈应设置多排不同角度；

5)淬火及喷水从下向上进行；

6)感应淬火设备的电流频率按下式进行选择：15000/H²f250000/H²，其中f为电流频率，单位：Hz，H为淬硬层深度，单位：mm。

2.根据权利要求1所述的时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺，其特征在于，步骤2)中，加热感应器与喷水圈沿车轴纵向进行匀速轴向移动，轮座部位淬火移动速度100-240mm/min，轴身部位淬火移动速度减缓至80-180mm/min，过渡部位淬火移动速度减缓至90-210mm/min。

3.根据权利要求1所述的时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺，其特征在于，步骤3)中，淬火机床带动车轴以0-60r/min自转。

4.根据权利要求1所述的时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺，其特征在于，步骤4)中喷嘴与车轴下端夹角范围为90°-150°。

5.根据权利要求1所述的时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺，其特征在于，步骤5)中，淬火及喷水需从下向上进行，水压0.20-0.30MPa，喷水冷却后温度＜100℃。

6.根据权利要求1所述的时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺，其特征在于，步骤6)中电流频率选择1000-3000Hz，淬硬层深度4-10mm。

7.一种高铁车轴的生产方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述时速≥400公里高铁车轴表面感应淬火工艺进行生产，所述生产方法包括以下工艺流程：车轴坯锻造→毛坯车轴粗车→车轴齐端面加工→热处理→车轴外圆精车加工→车轴内孔镗削加工→外圆磨削→探伤→表面感应淬火→低温回火→外圆磨削；

所述热处理包括正火、淬火和高温回火。

8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述正火：加热至890-920℃，保温4-6h后空冷至400℃以下；

所述淬火：将正火之后的高铁车轴加热至880-910℃，保温4-6h后水冷至100℃以下；

所述回火：将淬火之后的高铁车轴加热至600-660℃，保温6-8h后空冷至100℃以下。

9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述低温回火是指加热至150-250℃保温2-4h后空冷至80℃以下。

10.一种权利要求7-9任一项所述生产方法生产的高铁车轴，其特征在于，所述高铁车轴包括以下质量百分比化学成分：C 0.26％-0.29％、Si 0.25％-0.35％、Mn 0.62％-0.82％、P痕量-0.010％、S痕量-0.010％、Cr 0.95％-1.18％、Mo 0.22％-0.28％、Ni0.60％-1.40％、V 0.020-0.060％、Al 0.015％-0.040％、Cu≤0.20％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。