起重机车轮锻件热处理工艺规范

以下是起重机车轮锻件的热处理工艺规范，结合材料特性、力学性能要求及行业标准（如JB/T 6392、GB/T 3077等），分步骤明确关键控制点：

一、材料选择与热处理目标

常用材料

中碳合金钢：42CrMo、50Mn、65Mn（高强度、耐磨性要求高）。

低合金钢：35CrMo、40Cr（中小型车轮，综合性能要求）。

热处理目标

表面硬度：≥300 HB（耐磨性）。

心部韧性：冲击功≥40 J（防脆断）。

组织均匀性：无带状组织，淬透层深度≥5mm（重型车轮）。

二、热处理工艺流程

1. 预备热处理（锻后）

正火：

温度：Ac₃以上30~50℃（如50Mn：850~880℃）。

冷却：空冷（风扇强制冷却，细化晶粒）。

目的：消除锻造应力，均匀组织，为淬火做准备。

退火（可选）：

适用于高碳钢（如65Mn），680~720℃保温后炉冷，降低硬度便于加工。

2. 最终起重机车轮热处理（淬火+回火）

淬火：

参数42CrMo50Mn65Mn

温度 840~860℃ 810~830℃ 790~810℃ 

保温时间 1.2~1.5 min/mm 1~1.2 min/mm 0.8~1 min/mm 

冷却介质 快速淬火油（40~80℃）或水-油双液淬火（防裂）。 

关键控制：

工件入液时需剧烈搅动冷却介质，避免蒸汽膜影响冷却速度。

薄壁部位预冷（如轮缘先空冷至700℃再淬火）。

回火：

材料温度范围硬度目标（HB）保温时间

42CrMo 520~560℃ 300~350 2~2.5 h 

50Mn 480~520℃ 320~370 1.5~2 h 

65Mn 400~450℃ 350~400 1~1.5 h 

目的：消除淬火应力，调整硬度与韧性平衡。

三、特殊工艺控制

表面强化（可选）

感应淬火：对踏面高频淬火（硬度≥55 HRC，层深2~4mm），提升耐磨性。

渗碳/碳氮共渗：用于低碳合金钢（如20CrMnTi），表面增碳后淬火。

去氢处理（高强钢必备）

淬火后立即在200~250℃保温4~6h，防止氢脆（尤其水淬工件）。

四、质量检测标准

硬度检测

表面与心部硬度差≤15%（GB/T 231.1）。

金相组织

淬火后：马氏体等级≤3级（JB/T 6392）。

回火后：索氏体+少量铁素体（无连续网状碳化物）。

力学性能

抗拉强度：42CrMo≥900 MPa，50Mn≥800 MPa（GB/T 3077）。

冲击韧性：-20℃下AKv≥27 J（低温工况要求）。

无损检测

超声波探伤（UT）：按JB/T 5000.15检测内部缺陷。

五、常见缺陷及对策

缺陷原因解决方案

淬火裂纹 冷却过快/应力集中 优化冷却介质（油淬替代水淬），增加预冷步骤 

硬度不足 淬火温度低或冷却不足 校准炉温，提高介质流速 

回火脆性 在350~500℃慢冷 快速通过脆性温度区间 

六、工艺记录与追溯

记录参数：加热曲线、淬火冷却时间、回火温度曲线。

批次管理：每炉次附热处理报告（硬度、金相、力学性能数据）。

具体工艺需根据车轮锻件尺寸（如直径＞1m需延长保温时间）、载荷等级（如冶金起重机需更高韧性）调整，建议通过JMatPro软件模拟优化参数。