專利名稱：一種高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤材料及熔煉工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤材料及熔煉工藝。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)的高速列車使用的制動(dòng)盤，是高速列車的主要消耗件，其質(zhì)量直接影響高速列車安全性能、經(jīng)濟(jì)效益。但目前生產(chǎn)的絕大部分的制動(dòng)盤，還主要存在制動(dòng)摩擦面不耐磨、韌性差、使用周期短、成本高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤材料及熔煉工藝，本發(fā)明的硬度是HRC38— 42，抗拉強(qiáng)度是1050— 1150Mpa，屈服強(qiáng)度為980— 1050Mpa，伸長(zhǎng)率為δ s=6.5—7%。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)施:一種高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤，其特征在于:制動(dòng)盤的化學(xué)組分的重量百分比為:0.25—0.28C.0.48—0.52S1、l一 L 03Μη、0.8—0.85Cr,0.95—lN1、0.54—0.6Μο、0.07—
0.08V,0.05—0.06Nb、0.005—0.01W、<0.0lT1、<0.02A1、0.01—0.015Co、0.07—0.09Cu、
0.01—0.02Zr、0.007P、0.007S，其余為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)。本發(fā)明采用酸性的高頻或中頻感應(yīng)電爐熔煉，所述的熔煉工藝包括:
步驟1:在爐底裝入一層石灰，石灰的重量約為裝爐金屬料重的1%左右，這樣隨著熔化的進(jìn)行，熔融金的出現(xiàn)，上升爐渣自始至終覆蓋著鋼液表面，爐渣起到保護(hù)鋼液，防止鋼液吸氣，過分氧化，并能收集夾雜物，保溫節(jié)能的作用。隨著熔化的進(jìn)行，可補(bǔ)加適量石灰，渣量以爐渣能全面覆蓋鋼液為宜，并適時(shí)添加一些氟石，俗稱螢石。石灰與氟石的重量比約為4 5:1，可以降低爐渣熔點(diǎn)，調(diào)節(jié)爐渣粘度，便于扒渣；
步驟2:裝爐選擇優(yōu)質(zhì)低碳、低磷、低硫鋼錠，尺寸不大于50— 80 mm為宜；
步驟3:通電熔化，允許最大功率供電來熔化爐料。當(dāng)熔煉鋼液升溫至1550— 1660°C時(shí)，分別加入元素:碳、鑰鐵、鉻鐵、鎳、鋯、釩，然后繼續(xù)升溫；
步驟4:當(dāng)熔煉鋼液升溫至1570— 1580°C時(shí)，加入硅鐵；
步驟5:當(dāng)熔煉鋼液升溫至1590— 1600°C時(shí)，加入錳鐵；
步驟6:測(cè)量鋼液溫度，出爐溫度為1650— 1660°C ；
步驟7:鋼液溫度及成分符合要求后，停止供電，每噸鋼插鋁0.5Kg，將其壓到爐內(nèi)深處，進(jìn)行終脫氧，在鋼水出爐期間，將澆包底部放入V — Fe4.5Kg、Ti—Fe2.6Kg，粒度不大于6 — 8mm，烘烤250°C以上，防止鋼液大幅度降溫，使其變質(zhì)處理，作用是組織結(jié)晶細(xì)化，它對(duì)產(chǎn)品性能影響是至關(guān)重要的。
本發(fā)明采取上述制造工藝后，有以下效果:
1、本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，通過熱處理后的工件，其硬度是HRC39— 45，抗拉強(qiáng)度1100—1200Mpa,屈服強(qiáng)度1000— llOOMpa，伸長(zhǎng)率是7%，具有良好的沖擊韌性和良好的耐磨性。
2、本發(fā)明主要的原材料是優(yōu)質(zhì)鋼錠和少合金，不含價(jià)格昂貴的合金元素，具有較低的生產(chǎn)成本。
3、本發(fā)明經(jīng)錳、鋁的復(fù)合脫氧劑處理及鈦、釩的復(fù)合變質(zhì)處理后，雜物夾雜少，鋼水流動(dòng)性好，具有良好的鑄造成形性能。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1:用500Kg中頻感應(yīng)電爐熔煉鋼水，其制造工藝步驟為:
(1)裝入優(yōu)質(zhì)鋼錠，尺寸70cm2，分兩次加入；
(2)通電熔化，允許使用最大功率熔化鋼錠，當(dāng)熔化鋼水升溫至1500—1520°C時(shí)，分別加入元素:碳、鑰鐵、鉻鐵、鎳、鋯、釩，繼續(xù)升溫，隨著鋼錠熔化，隨時(shí)搗打爐料，避免搭橋，并第二次加入鋼錠；
(3)當(dāng)熔煉鋼水升溫至1550—1560°C時(shí)，加入硅鐵；
(4)當(dāng)熔煉鋼水升溫至1580—1590°C時(shí)，加入錳鐵；
(5)取試樣分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)整化學(xué)成分；
(6)當(dāng)熔煉鋼水升溫至為1650—1670°C時(shí)，停止供電，將鋁塊0.25Kg插入爐內(nèi)深處進(jìn)行最終脫氧，再將在澆包底部放入V — Fe2.25Kg、Ti一Fel.3Kg，粒度不大于6 — 8mm，烘烤加熱至250°C以上，防止鋼水大幅度降溫，使其變質(zhì)處理。
本發(fā)明高鐵制動(dòng)盤的化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能見表2。
表I高鐵制動(dòng)盤化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.一種高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤，其特征在于:制動(dòng)盤的化學(xué)組分的重量百分比為:0.25—0.28C.0.48—0.52S1、l一L 03Μη、0.8—0.85Cr,0.95—lN1、0.54—0.6Μο、0.07—0.08V,0.05—0.06Nb、0.005—0.01W、<0.0lT1、<0.02A1、0.01—0.015Co、0.07—0.09Cu、0.01—0.02Zr、0.007P、0.007S，其余為Fe和不可避免的微量雜質(zhì)。
2.所述的高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤的熔煉工藝，其特征在于:采用酸性的高頻或中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，工藝步驟包括: 步驟1:在爐底裝入一層石灰，石灰的重量約為裝爐金屬料重的1%左右，這樣隨著熔化的進(jìn)行，熔融金的出現(xiàn)，上升爐渣自始至終覆蓋著鋼液表面，爐渣起到保護(hù)鋼液，防止鋼液吸氣，過分氧化，并能收集夾雜物，保溫節(jié)能的作用，隨著熔化的進(jìn)行，可補(bǔ)加適量石灰，渣量以爐渣能全面覆蓋鋼液為宜，并適時(shí)添加一些氟石，俗稱螢石，石灰與氟石的重量比約為4 5:1，可以降低爐渣熔點(diǎn)，調(diào)節(jié)爐渣粘度，便于扒渣； 步驟2:裝爐選擇優(yōu)質(zhì)低碳、低磷、低硫鋼錠，尺寸不大于50— 80 mm為宜； 步驟3:通電熔化，允許最大功率供電來熔化爐料，當(dāng)熔煉鋼液升溫至1550— 1660°C時(shí)，分別加入元素:碳、鑰鐵、鉻鐵、鎳、鋯、釩，然后繼續(xù)升溫； 步驟4:當(dāng)熔煉鋼液升溫至1570— 1580°C時(shí)，加入硅鐵； 步驟5:當(dāng)熔煉鋼液升溫至1590— 1600°C時(shí)，加入錳鐵； 步驟6:測(cè)量鋼液溫度，出爐溫度為1650— 1660°C ； 步驟7:鋼液溫度及成分符合要求后，停止供電，每噸鋼插鋁0.5Kg，將其壓到爐內(nèi)深處，進(jìn)行終脫氧，在鋼水出爐期間，將澆包底部放入V — Fe4.5Kg、Ti—Fe2.6Kg，粒度不大于6—8mm，烘烤250°C以上，防止鋼 液大幅度降溫，使其變質(zhì)處理，使組織結(jié)晶細(xì)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速列車合金鑄鋼制動(dòng)盤材料及熔煉工藝，由鐵、碳、硅、錳、鉻、鎳、鉬、釩、鈮、鎢、鈦、鋁、銅、鋯、磷、硫等組成，將各組分按配比混合，通過酸性的高頻或中頻感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，通過熱處理后的工件，其硬度是HRC39—45，抗拉強(qiáng)度1100—1200MPa，屈服強(qiáng)度1000—1100MPa，伸長(zhǎng)率是7%，具有良好的沖擊韌性和良好的耐磨性，且生產(chǎn)成本低，可鑄造性能好。
文檔編號(hào)C22C33/06GK103215523SQ20131005520
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者劉宗安, 王兢, 丁玉臣 申請(qǐng)人:山東昊安金科新材料有限公司