根據本發明的示例性和非限制性實施例的指示大體上涉及用于鐵路車輛的制動盤的制造方法，更具體地涉及用于高速鐵路車輛的制動盤的制造方法。

背景技術：

一般的鐵路車輛，特別是高速鐵路車輛，通過使用從外部供給的動力來驅動驅動電機，在鐵路道路上移動。此時，鐵路車輛安裝有與鐵路接觸的車輪，并有制動系統 用于制動鐵路車輛，從而調整鐵路車輛的速度。

尤其，鐵路車輛質量很大，并沿著鐵路移動，因此自然需要一個可靠的制動系統。鐵路車輛配置有具有車軸的車廂，車軸的兩側安裝有沿鐵路驅動的車輪，并且車軸安裝有制動設備。制動盤通常安裝在軸的兩個遠端處，其中制動盤響應于制動襯墊的壓縮力而產生制動力。

制動盤同時產生非常高的壓力和由于與襯墊反復接觸而產生的摩擦力，并且當其滿足剛性機械物理性能時可用于鐵路車輛。考慮到鐵路車輛的上述物理特性，已經提出了多種制動盤。

例如，韓國專利NO.2014-0066590公開了一種用于鐵路車輛的高耐熱制動盤，其中中心部分裝配到鐵路車輛的車軸中，外周連接到車輪并與同車軸上的車輪一起旋轉，并且在鐵路車輛的制動盤的一個表面上形成由高耐熱納米材料構成的至少一個模式單元。

此外，韓國專利NO.2012-0132036公開了一種用于鐵路車輛的一對制動盤中的制動盤，其由鐵路車輛的車輪的兩側部分處的螺栓和螺母固定，包括位于與制動盤相對應的表面上的滑塊單元，接合單元通過安裝在車輪上而聯接滑動單元。

此外，韓國專利NO.2010-0076709公開了一種制動盤，其使用由3.0?3.8重量％的碳，2.0?2.6重量％的硅，0.3?1.0重量％的錳，0.01?0.04重量％的磷，0.01?0.12重量％的硫，0.1?0.6重量％的銅以及92.0?94.0重量％的鐵組成的高熱鑄鐵制成。

此外，韓國專利NO.2005-0006325公開了一種制動盤組件，其中盤體具有形成外側的具有一定半徑和直徑的孔，在盤體中形成多個固定槽，固定槽通過孔和直徑連接，并配有安裝槽，以規則的間隔分開，多個分離銷插入盤體的每個安裝槽中，分離銷的彈性可調。輪轂包含輪轂體和輪轂蓋，輪轂體包含安裝法蘭，該安裝法蘭中心有一個孔，以固定在軸中，安裝槽由分離銷部分插入，并且固定槽位于安裝槽之間，輪轂蓋包含多個安裝槽，用于存儲分離銷的其余部分和與安裝法蘭的固定槽連接并由螺栓固定的固定槽。

同時，由于高速鐵路車輛的速度比普通鐵路車輛快的多，所以高速鐵路車輛相對于普通鐵路車輛而言需要更高物理性能的制動盤。如圖1所示，韓國高速鐵路車輛目前使用的制動盤通過包括盤體（10），形成在盤體（10）上的孔部（20），突出地形成在所述盤體孔部（20）的固定部（30）和形成在固定部（30）處的多個固定槽（40），其中整個直徑為640mm，孔部分（20）的直徑為350mm，厚度為45mm。

上述盤通過單獨的輪轂聯接到車輪，并通過單獨的襯墊對盤的側表面施加壓力以執行制動操作。此時，當盤被使用超過預定時間時，即當頻繁的制動操作時，盤表面向半徑方向產生線性徑向裂紋，從而減少了其使用壽命，因此，需要提供一種新的制造具有相對長壽命的盤的方法。

技術實現要素：

技術主題

根據本發明的示例性和非限制性實施例的指示是為了解決上述問題/缺點，并且本發明的目的是提供一種用于提高鐵路車輛的制動盤使用壽命的新的制造方法。

技術方案

在本發明的一個總體方面，提供了一種用于鐵路車輛的制動盤的制造方法，該方法包括：

加工成環狀，該結構由以下成分組成：碳0.20?0.3重量％，硅0.4?0.7重量％，錳0.35?0.80重量％，磷小于0.03重量％，硫少于0.03重量％，鎳0.5?0.01重量％，鉻1.0?1.5重量％，鉬0.7?1.30重量％，銅0.3?0.01重量％，釩0.2?0.3重量％，余量為鐵（環軋過程）；

對通過環軋過程加工的結構進行正火處理（第一熱處理過程）；

用第一熱處理過程處理結構表面（第一機械過程）；

通過對第一次機械加工完成的結構進行無損檢查檢查內部缺陷（檢驗過程）；

對檢驗過程結束的結構進行熱處理（第二熱處理過程）；并將結構加工成最終的圓盤形狀（第二機械過程）。

優選但不是必需的，所述環軋過程可以包括在1200℃?1250℃的溫度下使用坯料形成錠，將坯料切割成多片，鐓粗所述切割坯料，以及形成具有通過環軋設備進行中心穿孔的有孔盤狀鐓粗坯料。

優選但不是必需的，環軋過程可以包括在環軋過程中相對于350?450長度的坯料形成100長度的錠，相對于切割坯料100形成鐓鍛長度為100/3.6?100/3.2，在環軋之前形成孔和直徑之間的橫截面長度為100，在環軋中完成的孔和直徑之間的截面長度變為105?120，并且環軋前形成的厚度為100，環軋過程后的厚度為100 / 1.3?100 / 1.1。

優選但不是必需的，第一熱處理過程可以在970℃?1000℃下加熱5?6小時后進行空氣冷卻。

優選但不是必需的，第二熱處理過程可以包括在淬火期間在940℃?960℃加熱4.5?5.5小時后用水快速冷卻，并且在退火期間在620℃?660℃下加熱8?10小時后進行空氣冷卻。

優選但不是必需的，第一機械過程和第二機械過程可以通過切割進行。

優選但不是必需的，在第二機械過程中可以形成盤的固定部分、固定孔和階梯。

本發明的有益效果

根據本發明的用于鐵路車輛的制動盤的制造方法包括使用環軋法制造初始形狀，并且通過機械加工制造最終產品，特別是在環軋法的情況下，將整個紋理形成為盤旋轉方向，從而在與制動襯片接觸期間提供高電阻，并且有效地在表面上產生例如表面裂紋等表面缺陷，由此具有制造長壽命制動盤的優點。

附圖說明

附圖1是表示根據本發明的用于鐵路車輛的制動盤的制造方法制造的盤的形狀的透視圖。

附圖2是通過根據本發明的用于鐵路車輛的制動盤的制造方法的過程圖。

附圖3是表示圖2的環軋過程中使用的環軋設備的示意圖。

附圖4是根據本發明的示例性實施例的表面照片。

附圖5是表示示例性實施例與比較例之間的磨損程度的表格。

附圖6是示例性實施例和比較例之間的制動襯塊的磨損程度的表格。

最佳模式

本發明將參照附圖詳細描述。

根據本發明的用于鐵路車輛的制動盤的制造方法可以包括制造如附圖1所示的制動盤（100）的方法，形成為圓盤形狀的盤體（10），在盤體（10）中心形成的孔部（20），固定部（30）通過突出地形成在孔部（20）中心而聯接到輪轂，多個固定孔（40）通過形成在固定部（30）上而與所述輪轂螺紋連接，以及在所述固定部（30）表面的遠端處突出形成的階梯（50）。

此時，所述盤體（10）的直徑為640.0±1.0毫米，所述孔部（20）的直徑為350.0±2.0毫米，所述固定孔（40）的中心處的直徑為 311.5±2.0毫米，固定孔的數量可以為12個，單個孔的直徑可以為14.5±0.07毫米，盤體（10）的厚度可以為45.0±0.5毫米，固定部（30）的厚度可以為11.5± 0.02毫米，階梯的厚度可以為4.0±0.02毫米，階梯的寬度可以為5.0±0.3毫米，但如果需要，可以改變其尺寸和公差。

參考圖2所示，根據本發明的鐵路車輛制動盤的制造方法可以包括環軋過程（S1）、第一熱處理過程（S2）、第一機械過程（S3）、檢驗過程（S4）、第二熱處理過程（S5）和第二機械過程（S6）。

環軋過程（S1）

首先，如圖3所示的環軋過程（S1）可以通過環軋設備（90）進行，所述環軋設備包括轉動結構（1）的驅動輥（91）和向結構（1）施加壓力的軋制輥（92），所述軋制輥（92）通過設置在所述結構（1）內部進行加熱，以及向所述結構（1）的側表面施加壓力的上軸輥（93）和下軸輥（94）。

驅動輥（91）可以使結構（1）旋轉，軋制輥（92）可以在加工進行時移動軸的位置以允許接近軋制輥（91），并且上軸輥 （93）可以隨著過程的進行而在軸的位置上向下軸輥（94）的方向移動。

因此，優點在于，隨著工藝的進行，結構的形狀隨著孔的變化而改變，并且結構（1）的直徑增加，寬度減小，而直徑逐漸變化，金屬結晶沿旋轉方向分布。也就是說，可以沿圓周方向形成材料的晶粒導向，以防止在徑向方向上形成表面裂紋。

材料特性為SFCMV1鋼，可含碳0.20?0.3重量％，硅0.4?0.7重量％，錳0.35?0.80重量％，磷少于0.03重量％，硫少于0.03重量％，鎳0.5?0.01重量％，鉻1.0?1.5重量％，鉬0.7?1.30重量％，銅0.3?0.01重量％，釩0.2?0.3重量％，余量為鐵。

初始材料為錠的形式，為了使用環軋設備（90）進行材料的加工，可以在1200℃?1250℃下加熱錠狀的材料，形成圓棒狀的坯料，并切割成具有預定尺寸的多個，鐓粗制造直徑為300?320毫米，在環軋設備（90）中通過穿孔在中心形成孔，并且可以插入軋制輥（92）中。

穿孔處的孔的直徑可以比軋制輥（21）的直徑大。例如，當使用直徑為110毫米的軋制輥（21）時，優選孔的直徑為120毫米。

此后，可以驅動環軋設備（90），以形成具有內孔的圓形板的結構（1）。此時，考慮到用于加工的加工部，優選直徑為661.0±2毫米，孔為259.0±2毫米，厚度為70.0±2毫米。

同時，上述步驟中的成型比例如下：

首先，當將錠狀的結構制造成坯料時，長度100的鑄錠可以在長度350?450的坯料中形成。也就是說，當從鑄錠到坯料成形時，坯料長度可以形成為錠長度的3.5?4.5倍。此后，坯料被切割成預定長度，其中相對于100長度切割坯料的鐓粗長度可以為100 / 3.6?100 / 3.2。

最后，在環形軋制之后，孔和直徑之間截面長度從環軋之前的100變成環軋之后的105?120，厚度從環軋之前的100變成環軋過程之后的100 / 1.3?100 / 1.1。 也就是說，厚度減小了。

上述成形率可以有利地提高整個加工速度并且使晶體特性優異，并且當成形率偏離時，存在材料特性的劣化的問題。

同時，可以根據坯料的尺寸、切割坯料和安裝在環軋設備（90）上的結構（1），通過成形比例來確定錠的尺寸，以便可以確定最終形狀。為了形成盤體（10）的尺寸，4噸錠分割成16個切割坯料。

同時，雖然加工成品結構（1）可以采取加工到中間階段的盤的形狀，物理特性可以是通過軋制方法將晶體與圓周方向對齊以具有相對于旋轉的高強度，特別是對剎車襯墊的阻力增加，有效地防止了向徑向產生的表面裂紋。

第一熱處理過程（S2）

通過環軋過程（S1）生成的結構（1）可以通過第一（初始）熱處理過程（S2）進行正火熱處理。第一熱處理過程（S2）可以使加工成品結構（1）在低于550℃的溫度下加入到爐中，其中溫度升高到200℃/小時的溫度，在970℃?1000℃下加熱5?6小時，并通過空氣冷卻法冷卻。

此時，當加熱溫度小于960℃時，正火可能不起作用，當加熱溫度超過1000℃時，存在可能產生其它變化的問題，因此不合適，并且當加熱時間不超過5?6小時時，正火可能不起作用。

第一機械過程（S3）

通過第一熱處理過程（S2）的結構（1）可以通過正火工藝處于可機械加工的狀態，此后，對表面進行加工檢查。該過程可以通過常規的切割工藝來執行以去除用于執行一定程度的無損檢查的厚度（≈2mm）。

檢驗過程

通過第一機械過程（S3）的結構（1）可以通過機械過程具有適當的表面狀態。 因此，所述結構可以執行非破壞性檢查（超聲波檢查）進行，其中檢驗過程（S4）可以通過檢驗結構（1）的內部裂紋來確定適合性。可以對所有結構（1）執行檢驗過程（S4），并且可以在通過無損檢查找到內部缺陷時進行處理。

第二熱處理過程（S5）

當通過檢驗過程（S4）確定結構（1）沒有內部缺陷時，可以執行第二熱處理過程（S5）以增強結構（1）的機械特性。

第二熱處理過程（S5）可以用淬火和退火工藝進行，其中淬火過程可以使結構（1）在低于550℃的溫度下加入到爐中，以200 ℃/小時升溫，在940℃?960℃下加熱4.5?5.5小時，并用水快速冷卻。溫度范圍和時間足以進行強制淬火。

此外，退火工藝也可以將結構（1）在小于550℃的溫度下加入到爐中，以200℃/小時升溫，在620℃?660℃下加熱8?10小時，使用空氣快速冷卻，通過退火工藝可以除去由淬火工藝產生的內應力。

通過熱處理過程的結構（1）的內部組織可以通過第一環軋過程（S1）去除材料晶體的特性和內應力，并且結構（1）可以具有足夠的表面硬度和整體強度。

第二機械過程（S6）

通過第二熱處理過程（S5）處理的結構（1）的尺寸可以包括關于盤（100）尺寸的加工余量，并且結構（1）可以通過第二機械過程（S6）最終被加工成盤（100）狀。該過程可以通過切割工藝進行，并且當通過切割工藝形成固定孔（40）時，可以完成最終需要的尺寸的盤（100）。在下文中，將詳細描述下面的示例性實施例。

示例性實施例

將4噸SFCMV1材料錠在1230℃的溫度下加熱使起長度增加為原來4倍，制成長度為310毫米的圓棒，制造長度相同的16根獨立坯料。坯料的長度減小到1 / 3.4并鐓粗，并且通過環軋設備（100）在中心處形成120毫米的孔。此時，環軋設備（100）的形成使得截面直徑{直徑-孔徑/ 2}增加1.1倍，高度減小1 / 1.2，并制造直徑為661mm，孔徑為259mm，厚度為70mm的圓板。

隨后，圓板在980℃下進行5.5小時的第一次熱處理，通過第一機械過程加工成直徑646毫米，孔徑274毫米，厚度51毫米。此后，通過非破壞性檢查確定良好或不良，而后良好的材料進行第二熱處理過程（在950℃下加熱5小時淬火，使用水快速冷卻，并在640℃下加熱9小時，退火和快速冷卻），最后通過機械過程最終制造出具有盤體（10）尺寸的四個件。

比較例

比較例通過模鍛制造，使用與示例性實施例類似的材料，并且制備了目前用于高速鐵路車輛的四個制動盤（10）。

實驗示例（安裝測試）

示例性實施例和比較示例直接安裝在高速鐵路車輛上，實際運行六個月，超過20萬公里，并且測量盤（100）的磨損及與盤（100）連接的襯墊的磨損程度。

首先，附圖4是在完成測試之后拍攝的本發明的示例性實施例的表面照片，其中可以確定四個盤都顯示出優異的表面狀態。此外，表面的磨損程度以如下方式計算：測量示例性實施例和比較例的使用前的厚度，并另外測量使用后的厚度，并將兩者之間的差計算為磨損程度。此時，均勻地測量圓盤的圓周方向四個區域的厚度，并取算術平均值使用。磨損程度如附圖5所示。

除了一種產品，示例性實施例的所有產品都顯示出優于比較例的磨損性能。特別是，考慮到目前的高速鐵路車輛的管理規定，一年內將磨損限制在1mm以內的事實，示例性實施例的產品已經顯示出高耐磨特性。

同時，因為襯墊本身可以分離，通過將使用前的墊的重量與使用后的墊的重量進行比較，使用重量比計算制動片的磨損程度。

附圖6顯示了示例性實施例和比較例之間的制動襯墊的磨損程度。如附圖6所示，可以確定示例性實施例襯墊的磨損程度比比較例低。因此，可以確定由于該示例性實施例具有較高的耐磨特性，因此可以作為高速鐵路車輛的制動盤（100）使用，因為其對于盤（100）本身的磨損程度低，并且磨損程度可以同時降低。

雖然已經參考上述具體實施例詳細描述了根據本發明的上述實施例，但是實施例僅旨在為說明性的，因此不限制本發明的保護范圍。因此，本領域技術人員應當理解，可以在不脫離本發明的保護范圍的情況下進行對上述示例的改變，修飾和修改。