Patent EP-2601322-A2 (EP)
Title: Verfahren zur wärmebehandlung des radkranzes von schienenfahrzeugrädern
Inventor: MORGENSTERN STEFAN
IPC: C21D1/667
Filed: 2011-08-03
Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung des Radkranzes von Schienenfahrzeugrädern, insbesondere von Eisenbahnrädern. Während es Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem ein homogenes, im Wesentlichen perlitisches Gefüge über den gesamten Querschnitt des Radkranzes des als Schienenfahrzeugrad ausgebildeten rotationssymmetrischen Körpers realisiert und gleichzeitig die geforderten Festigkeits- und Härtewerte im Radkranz des Schienenfahrzeugrades durch Optimierung der Wärmeabführung hinsichtlich der Zeit und der Wärmemenge auf den Funktionsquerschnitt des Radkranzes präzise eingestellt werden können sowie insbesondere zum Inneren des Radkranzes hin ansteigende Festigkeits- und Härtewerte erreicht werden sollen, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Laufkranz (7) eines ersten Schienenfahrzeugrades in Zonen und zwar die Laufflächenzone (19) und Spurkranzzone (17) mit den unter der Laufflächenzone (19) und der Spurkranzzone (17) liegenden Härtezonen (21) sowie die beiden, sich an die Lauffläche (5) bzw. den Spurkranz (4) anschließenden Laufkranzstirnflächenzonen (22, 23) als auch die Laufkranzbodenzone (20) unterteilt wird und diese Zonen in Abhängigkeit der am Laufkranz (7) zu erzielenden Gefügestrukturen auf der Grundlage eines Basisprogramms, gegliedert in thermischen Phasen volumenstrom- und zeitgesteuert mit mindestens einem Kühlmedium beaufschlagt werden, wobei - zunächst eine Abkühlung der Laufflächenzone (19) und der sich anschließenden Spurkranzzone (17) beginnend am Außenprofil des Laufkranzes (7) bis zu einer Tiefe von 0,5% des Durchmessers des Schienenfahrzeugrades (1), die bei geringer Abkühlgeschwindigkeit unter stabilisierender Ausbildung eines homogenen perlitischen Gefüges, zur Bildung eines Kühlmediumübertragungsbandes (15) vorgenommen wird, durch welches nachfolgend eine Dämpfung der Abkühlwirkung des weiterhin einwirkenden Kühlmediums für die Wärmeführung zum eigentlichen Härteprozess der darunter liegenden Härtezonen (21) erfolgt, - gleichzeitig werden die beiden Laufkranzstirnflächenzonen (22, 23) mit dem Kühlmedium (12, 13) beaufschlagt, um in Verbindung mit der Wärmeableitungszone das Rückströmen von Wärme in die Härtezonen (21) und deren Einfluss auf die bereits entstandene Gefügestruktur in den Härtezonen (21) zu unterbinden, wobei zusätzlich im seitlichen Bereich des Spurkranzes (4) eine Abkühlung mittels eines Kühlmediums (14) erfolgt, - nach der abgeschlossenen Wärmebehandlung des ersten Schienenfahrzeugrades wird das Rad einer werkstofftechnischen Probenauswertung unterzogen und aus dem Soll-Ist- Vergleich hinsichtlich der Gefügestruktur und den Härtewerten zur Optimierung des Wärmebehandlungsprozesses werden Korrekturwerte (den thermischen Phasen zugeordnete Kühlmediummengen, die Kühlmedienart sowie die Festlegung der Wärmeabführung aus den sekundären Bereich des Schienenfahrzeugrades (1) und der Geschwindigkeit des Drehantriebes des Schienenfahrzeugrades (1) für die Härtung eines weiteren Schienenfahrzeugrades festgelegt und - die so gefundenen Werte werden in einer Datenbank abgelegt und stehen für eine Serienfertigung von Schienenfahrzeugrädern (1) dieses speziellen Typs bereit.