[發明專利]一種列車用缸筒的制造工藝

無效

• 申請號: 200710034315.8
• 申請日: 2007-01-25
• 公開（公告）號: CN101229578A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 趙建;向昌武
• 申請（專利權）人: 湘潭高耐合金制造有限公司
• 主分類號: B22D13/02
• 分類號: B22D13/02;C21D1/26
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及高速列車所使用的吸能壓潰裝置缸筒緩沖裝置，特別是一種缸筒的制造方法。

背景技術

目前高速列車使用的吸能壓潰緩沖裝置具有沖擊強度大，性能可靠的特點，緩沖裝置中的關鍵部件合金鋼缸筒其重要性尤為突出。每件缸筒承受緊急制動沖擊力大于130噸，所以缸筒必須具有高強度、高韌性、高的組織致密及材料的均勻性，在機械性能中高強度與高韌能是互相矛盾的，其制造技術要求非常之高，主要體現在以下幾方面：

1、缸筒的材料成份其合金含量低，而且各種合金含量要求非常嚴格，在合金熔煉過程中很難控制與掌握，更無相關的技術資料做參考，全靠進行反復的試驗來摸索和總結經驗，進行技術與工藝攻關。

2、缸筒材料的高機械性能，對影響其性能的雜質含量要求很高，如一般的鋼材其S、P含量只要低于0.04％就可以，而合金鋼缸筒材料的S、P含量要求低于0.023％與0.01％。雜質含量越低，其相關的冶煉技術要求也就越高，工藝的復雜性就越高。

3、缸筒整體的無缺陷性要求，按照《缸筒的技術條件》調質處理后經加工按GB/T5777《無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法》進行超聲波無損探傷檢查，應達到等級C8級質量標準，鑄鋼產品要做到整體的無缺陷性，其技術難度大，只有采用特殊而又穩定的離心鑄造工藝才可以達到。

4、缸筒整體組織的高致密性，而高強度與高韌性是矛盾的，通過特殊的熱處理工藝《等溫退火工藝》，解決高強度、高韌性之間的矛盾，使高強度、高韌性并存，按照《缸筒的技術條件》，缸筒本體材料的抗拉強度≥550Mp一種列車用缸筒的制造工藝，屈服強度≥365Mp一種列車用缸筒的制造工藝，延伸率δ≥25％。

現有的高速列車吸能壓潰缸筒采用Φ95×8的無縫鋼管生產試驗，而無縫鋼管只有韌性，強度達不到要求，在列車緊急制動時缸筒不能起到緩沖作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種列車用缸筒的制造工藝。

本發明的目的是通過如下途徑實現的：

1.一種列車用缸筒的制造工藝，該生產工藝按如下步驟完成：

A配料

生產缸筒所用的材料分別為：鎳Ni、錳Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe，按重量百分比，其他組分與工業純鐵Fe的比值分別是，鎳∶鐵等于0.05～0.15∶1、錳∶鐵等于0.40～0.60∶1、硅∶鐵等于0.25～0.50∶1、銅∶鐵等于0.14～0.30∶1；

B熔煉

根據配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內熔煉，待鎳、銅、純鐵熔化后，鋼溫在1320～1350℃時進行第一次脫氧處理，時間3～5分鐘，然后根據配比加入硅、錳進行第二次脫氧處理，渣料變成白色時脫氧完成，即可排渣出爐，得鋼水6；

C.離心澆注

澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產品毛坯尺寸將定量鋼水6倒入坩堝包5內，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機1，轉速調至1150～1250轉，帶動模具3繞旋轉軸2軸心旋轉，坩堝包5內的鋼水6經澆注槽4快速澆注至模具3，待粗成品成型凝固后，關閉離心機1，卸模將粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至200℃以下自然堆放；

D.等溫退火處理

將粗成品裝入加熱爐內，加溫至750℃，保持恒溫3小時，自然冷卻至500℃，保持恒溫2小時，再加溫至600℃，保持恒溫2小時，加溫至700℃，保持恒溫3小時，加溫至800℃，保持恒溫4小時，然后按技術要求溫度加至840℃，保持恒溫4小時；上述步驟結束后，關閉電源，產品隨爐冷卻，低于200～250℃即可出爐；

E.后期處理

出爐后按產品圖紙要求進行機加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。

缸筒材料按重量百分比，各組分的比例為：鎳0.078、硅0.310、錳0.480、銅0.150、純鐵98.859、碳0.090、硫0.023、磷0.010。

本發明采用臥式離心機傾斜式澆注法生產離心鑄造吸能壓潰缸筒，它液體金屬澆入由離心機帶動旋轉的模具中，使液體金屬在離心力的作用下充填模具和凝固形成的一種鑄造方法，同樣在離心力的作用下經離心機高速運轉，內孔由定量鋼水自然形成。并且由于離心力的作用，使產品的材料組織很致密，而且采用特殊的熱處理工藝，解決了產品的高強度與高韌性的矛盾，使產品的高強度與高韌性并存，在使用過程中產品能承受高速列車緊急制動的沖擊力大于130噸，而不產生裂紋，又能起到緩沖作用，并且國產離心鑄造缸筒價格只有進口價的40％。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明：