[發明專利]一種不銹鋼碳鋼雙金屬高鐵復合道岔用鋼的制備工藝

有效

• 申請號: 201710009522.1
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106825514B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 王文焱;劉冀堯;黃亞博;郭雷明;黃文君;史士欽;謝敬佩;李繼文;王愛琴;李洛利
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;C21D1/18;C22C38/18;C22C38/40;C22C38/04;C22C38/02
• 代理公司: 41120 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)
• 代理人: 張隨

一種不銹鋼碳鋼雙金屬高鐵復合道岔用鋼的制備工藝，分別熔煉不銹鋼、碳鋼，待不銹鋼、碳鋼成分都調整好以后，首先在1650℃的溫度條件先在型腔下部澆鑄不銹鋼10 mm，待不銹鋼澆鑄完畢后，立即在1630℃條件下澆注碳鋼，直至澆注完成；本發明待不銹鋼和碳鋼兩種成分完全調整后，按順序將鋼液分別注入型腔，獲得了良好的冶金結合處層，晶粒細小分布均勻，不存在夾雜、裂紋、氣孔、顯微疏松等缺陷。

技術領域

本發明屬于金屬鑄造技術領域，具體的說是涉及一種不銹鋼碳鋼雙金屬復合高鐵道岔用復合鋼材及其制備工藝。

背景技術

隨著鐵路高速的發展，鐵路高的運輸強度和低的軌道結構強度的矛盾日益突出，作為軌道三大薄弱環節之一的道岔，是軌道的重要組成部分，其技術性能、質量，已成為強化軌道結構、提高列車行車速度以及運輸安全的關鍵性的限制因素。道岔與枕木結合處工況條件惡劣，不但受到強烈的沖擊，還收到自然環境因素的影響，如雨雪泥漿弱腐蝕性介質影響，因此道岔需要具有良好的耐蝕性、耐磨性和綜合力學性能。

馬氏體不銹鋼1Cr13，淬透性好，具有較高的硬度、韌性，較好的耐蝕性，熱強性和冷變形性，以及良好的機械加工性，金相組織特征為馬氏體型。常用于制作抗弱腐蝕介質、耐磨損并承受載荷的零件，如汽輪機葉片、水壓機閥、螺栓、螺母等，由于Cr含量較高，所以1Cr13的造價昂貴。

35鋼是優質碳素結構鋼，有良好的塑性和適當的強度，工藝性能好，大多在正火狀態和調質狀態下使用，其組織特征為：鐵素體+珠光體。35碳鋼廣泛用于制造各種鍛件和熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，無縫鋼管、機械制造中的零件，如曲軸、轉軸、軸銷、杠桿等，價格經濟實惠。

對1Cr13不銹鋼和不同成分碳鋼的進行復合澆注研究，以提高材料的性能，是本領域研究的一個重要方向。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提供一種不銹鋼碳鋼雙金屬復合高鐵道岔用復合鋼材及其制備工藝。

為了解決上述技術問題，發明所采用的技術方案是：一種不銹鋼碳鋼雙金屬高鐵復合道岔用鋼的制備工藝，包括以下步驟：

步驟一、選取不銹鋼和碳鋼，并將選取的不銹鋼碳鋼放入真空感應爐、碳鋼放入中頻感應熔煉爐中分別進行熔煉，直至完全熔融形成不銹鋼澆鑄液和碳鋼澆鑄液后備用，其中熔煉過程中不間斷的通入氬氣作為保護氣氛，氬氣流速為1L/min；

步驟二、預先制備高鐵道岔鑄造模具，將經步驟一制備的不銹鋼澆鑄液在溫度為1650 ℃的條件下向模具中進行澆注，澆注厚度為10mm，澆注完成后，立即將步驟一制備的碳鋼澆鑄液在溫度為1630 ℃的條件下繼續澆注，直至充滿模具型腔，

步驟三、將經步驟二澆注后的模具放入步進式加熱爐中進行調質處理，所述調質處理包括以下階段：先在1000℃保溫兩個小時，然后油淬，再在360℃保溫兩個小時回火，然后空冷至室溫后制得高鐵道岔鑄件。

所述步驟一中，不銹鋼采用1Cr13，1Cr13按照質量百分比由以下成分組成：C:≤0.15%，Si:≤1.00%，Mn:≤1.00%，P:≤0.035%，S:≤0.030%，Ni: ≤0.60%，Cr:11.50~13.50%，余量為Fe，所述碳鋼采用35碳鋼，35碳鋼按照質量百分比由以下成分組成：C :0.32～0.40%，Si:0.17～0.37%，Mn:0.50～0.80%，S:≤0.035%，P :≤0.035%，Cr:≤0.25%，Ni:≤0.25%，余量為Fe。

所述步驟一中，熔化期采用真空感應爐逐級提高熔化功率，所述熔化功率包括以下兩個階段：（1）升至300 KW/t以下，提升速率為37.5KW.min/t；（2）300~500 KW/t，提升速率為12.5KW.min/t，熔化期溫度為1550~1600℃。

所述步驟二中攪拌功率為300-500KW/t。