[發明專利]一種高速鐵路機車用制動盤鑄件合金化的方法

無效

• 申請號: 201210263393.6
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102787268A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 王蒙;曲澤茂;張守全;徐國強;周文軍;張俊勇
• 申請（專利權）人: 寧夏共享集團有限責任公司;寧夏共享裝備有限公司
• 主分類號: C22C33/08
• 分類號: C22C33/08;C22C37/10;B22D1/00;C21C1/08
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 古玲玉

技術領域

本發明涉及一種鑄鐵鑄造方法，尤其是涉及一種高速鐵路機車用制動盤鑄件合金化的方法。

背景技術

高速鐵路機車制動盤類鑄件要求其具有非常高的耐磨性、導熱性和熱疲勞性，這就要求其實體硬度及化學成分，專指碳當量，比普通鑄鐵要高，然而鑄鐵在高碳當量基礎上提高其性能，特別是硬度，十分困難，一般來講，鐵液微合金化是被廣泛采取的一種必要手段。所謂微合金化就是指在原有鐵液基礎上加入微量的合金元素如：鈮Nb、釩V、鈦Ti等能夠對其力學性能、耐蝕性、耐熱性起作用，隨著添加量的不同而產生的效果不同，近幾年研究發現，高碳當量轎車制動盤中加入一定量的鈮，能夠細化晶粒，提高其力學性能，且已經被實踐證明其可行性。盡管高碳當量轎車制動盤鑄鐵鈮Nb微合金化的效果得到證實，但是高碳當量高硬度要求的高速鐵路機車制動盤類鑄件鈮Nb微合金化尚無介紹。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種工藝方法獨特、利在保證其他化學成分符合規范要求的前提下，通過加入適量的Nb合金，從而達到其使用性能的一種高速鐵路機車用制動盤鑄件合金化的方法。

為了實現發明目的，本發明通過如下方式實現：

一種高速鐵路機車用制動盤鑄件合金化的方法，其特征是：該方法為在鑄造高速鐵路機車用制動盤的電爐熔化過程中隨最后一批爐料加入重量含量為爐料的0.08%～0.15%的鈮鐵，熔化溫度為1300～1360℃，取樣溫度為1440～1480℃，過熱溫度1480～1520℃，保溫時間5～10分鐘后出鐵孕育，孕育量為0.3～0.6%即可；

所述在澆注高速鐵路機車制動盤2箱同時澆注用來檢測其力學性能的Φ30試棒；

所述鈮鐵的純度為70%～80%。

本發明有如下效果：

1）工藝方法獨特：本發明提供的方法是在電爐熔化過程中隨最后一批爐料加入0.08%～0.15%的鈮鐵，熔化溫度不高于1360℃，取樣溫度控制在1440～1480℃，過熱溫度1480～1520℃，保溫時間5～10分鐘后出鐵孕育，孕育量0.3～0.6%，澆注高速鐵路機車制動盤2箱同時澆注Φ30試棒，用來檢測其力學性能。

2）主要元素內部檢測C、Si、Mn符合材料規范，其他合金元素Cu、Sn控制在下限，檢測到Nb元素為0.08%～0.15%：本發明提供的方法在現有的熔化設備及工藝條件下，加入純度為70%~80%的鈮鐵，得到Nb的吸收率為70%～80%，包括燒損；Sn、Cu等其他合金元素按規范下線控制，加入0.08%～0.15%的Nb，得到試棒組織、性能及鑄件實體鑄件組織、性能完全達到預期目標；同時對于Φ30試棒彈性模量來講，高于不加Nb的平均值，具體如下：Φ30試棒金相檢測結果為石墨形態：A型；石墨長度：4-5；基體組織：>98%P，放大倍數100×，得到正常的石墨形態及珠光體含量，與不加Nb合金的高速機車制動盤Φ30試棒金相相同；Φ30試棒性能檢測結果為抗拉強度360～370MPa，高于不加Nb合金的高速機車制動盤材料抗拉強度7.9%；品質系數1.2～1.3，目前生產的差別不大；Φ30試棒彈性模量1.1～1.2×105?MPa，高于不加Nb合金的高速機車制動盤材料彈性模量平均值5.1%；實體鑄件硬度平均值195～205，與不加Nb合金的高速機車制動盤材的實體硬度相當；實體金相的石墨形態全部為A型，長度5級，大于95%P,放大倍數100×，與不加Nb合金的高速機車制動盤實體鑄件金相組織相同;Nb可以作為一種合金元素加入到鑄鐵中，從成本角度考慮，對于單位重量的鐵水，Nb、Sn、Cu相比之下，使用Nb成本低于Cu高于Sn。

具體實施方式

一種高速鐵路機車用制動盤鑄件合金化的方法，其特征是：該方法為在鑄造高速鐵路機車用制動盤的電爐熔化過程中隨最后一批爐料加入重量含量為爐料的0.08%～0.15%的鈮鐵，熔化溫度為1300～1360℃，取樣溫度為1440～1480℃，過熱溫度1480～1520℃，保溫時間5～10分鐘后出鐵孕育，孕育量為0.3～0.6%即可；

所述在澆注高速鐵路機車制動盤2箱同時澆注用來檢測其力學性能的Φ30試棒；

所述鈮鐵的純度為70%～80%。