ホイールを製作する際、クレーン専門メーカーやクレーンユーザー以外の多くは、クレーンホイールの熱処理を行っていないか、不当な技術仕様を持っています。その結果、ホイールは摩耗したり硬化層の早期剥離が発生しやすくなり、寿命が非常に短くなります。
この問題は、冶金工場、埠頭、港、鉄道などの頻繁に使用される場所で特に顕著であり、車輪の寿命が 1 ～ 2 年しかなく、メンテナンスに多大な労力と材料費がかかります。
当社の経験によれば、ホイールの合理的な技術仕様を確立し、包括的な熱処理プロセスを採用することで、ホイールの寿命を大幅に延ばすことができます。以下は、クレーンホイールの熱処理における当社工場の経験の一部です。
ホイールの材質と技術仕様
当社工場のクレーンホイールには、ZG55 と ZG50SiMn の 2 種類の材料が使用されています。 ZG50SiMnの平均化学組成はC0.5%、Si0.6%、Mn1.0%です。 ZG55 ホイールの場合、指定されたトレッド硬度は HB300 ～ 350 で、トレッド表面から 20 mm の硬度が HB260 以上である焼入れ硬化層の深さが必要です。 ZG50SiMn ホイールの場合、指定されたトレッド硬度は HB350 ～ 400 で、トレッド表面から 20 mm の位置での硬度は HB280 以上です。砥石の熱処理工程には、クランププレート全面焼入れ法と中周波表面焼入れ法の2種類があります。
熱処理工程
熱処理がホイール加工に及ぼす影響
さまざまな熱処理方法がホイールの加工手順に影響を与えます。中周波誘導加熱の場合の加工手順は、ブランク荒加工→焼ならし＋焼戻し→踏面・側面仕上げ旋削、内穴荒旋削（片側2.5mmの取り代を残す）→中周波加熱となります。水焼入れ＋中温焼戻し→内穴旋削仕上げ→キー溝加工→組立。
クランププレート全面焼入れ工法の場合、粗ブランク→焼きならし＋焼戻し→荒旋削（各加工面に2.5mmの取り代を残す）→炉加熱＋クランププレート全面焼入れ＋中温焼戻し→仕上げ旋削→キー溝となります。加工→組み立て。
ホイールの大量生産の場合、中周波熱処理はエネルギーと処理時間を節約するだけでなく、より高いトレッド硬度を実現します。したがって、専門の製造工場で中周波熱処理を推進する必要があります。一方、クランププレート全体の焼入れプロセスは特殊な設備を必要とせず、小ロット生産やユーザーカスタマイズ部品に適しています。しかし、トレッド硬度はHB300～350の範囲内でしか制御できず、それ以上の硬度を達成するのは難しく、効率が低下します。
非専門工場では生産量が少なく、中周波誘導加熱設備一式が必要ないことを考慮し、ここではクランププレートの焼入れ工程全体のみを紹介します。
ホイールのクランププレート全体焼入れ工程
ホイールの全体的なクランプ プレートの焼き入れプロセスは次のとおりです。ホイールを箱型電気炉に入れ、850 ～ 870 度に加熱し、この温度を 2 ～ 4 時間維持します。炉から取り出した砥石を治具に置き、水槽に浸して急冷します。最後に、ピット式焼戻し炉でホイールを 470 ～ 490 度に加熱し、この温度を 4 ～ 6 時間維持した後、空冷します。ホイールは直径 100 mm あたり約 1 分間水中に留まります。
通常、クランププレートを取り外しても、ホイールコアはまだ暗赤色のままです。治具の使用目的はウェブや車軸穴の硬化を防止することです。クランププレートの直径はホイールの呼び径から 30 mm を引いたものに等しく、その厚さは 25 mm です。一定期間使用した後は、ホイールと接触するクランプ プレートの表面を回転させて、滑らかな表面を維持する必要があります。
熱処理後のクレーンホイールの硬さ試験
クレーン車輪踏面の硬さ試験
ポータブル硬度計は、クレーンの車輪踏面の硬度を試験するために一般的に使用されます。トレッドの硬さをテストするには、ホイールトレッドの円周に沿って等間隔に配置された 3 つの点で測定します。 3 点のうち 2 点が硬度要件を満たしていれば、トレッド硬度は許容可能であるとみなされます。
焼入れ硬化層の深さの試験
クレーンホイールの焼入れ硬化層の深さは、主に熱処理プロセスを検証するために使用され、破壊試験です。完成したホイールは、薄いスライスタイプのフライスで切り開くことができます。切断砥石はしっかりと支持し、表面から20mmの位置で硬度計を使用して硬度試験を行ってください。フライス加工中は、切断面の過熱を避けるために切断速度と冷却を制御することが重要です。
硬度および焼入れ硬化層深さ試験の基準
クレーンホイールの硬度と焼入れ硬化層の深さの試験は、国家規格 JB/T に従って実施する必要があります 6392-2008 「クレーンホイール」ホイールは、より高い硬度またはより低い硬度を選択できます。
熱処理後のホイールの機械的特性
強度の増加
熱処理されたホイールは硬度と靭性が高く、より大きな荷重や曲げ応力に耐えることができます。さらに、熱処理によりホイール表面に硬い層が形成され、保護効果が得られます。
耐摩耗性の向上
熱処理によりホイールの表面硬度が向上し、耐摩耗性が向上し、摩耗速度が減少します。熱処理ホイールは使用中のメンテナンスの頻度が少なくなり、コストの削減に役立ちます。
強化された疲労耐性
荷重を繰り返すとホイールに疲労亀裂が発生し、ホイールの寿命に影響を与える可能性があります。熱処理により材料の結晶構造と微細構造が改善され、ホイールの耐疲労性が向上し、耐用年数が長くなります。
要約すると、熱処理はホイールの強度、耐摩耗性、耐疲労性を向上させるための重要なプロセスです。クレーンホイールの製造において、熱処理はホイールの性能を向上させ、クレーンの安全な操作を確保する上で重要な役割を果たします。当社は、さまざまなタイプの熱処理クレーンホイールを提供し、お客様の特定の要件に応じてカスタムの非標準設計を提供できます。ご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
