[發明專利]高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具和鑄造方法

有效

• 申請號: 201710697860.9
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107470583B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 邢書明;王營
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02;B22D1/00;C21D9/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造方法，其特征在于，所述方法使用高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具，該模具包括：上模固定板(1)、上模(2)、壓板(3)、軸孔芯(4)、下模(5)、下模固定板(6)、下壓頭(8)、下壓頭固定板(9)和加壓柱(10)；

所述上模(2)和下模(5)的分界面位于制動盤冷卻筋的根部，制動盤的盤體位于下模(5)內，制動盤的冷卻筋位于上模(2)內；

所述上模(2)固定到上模固定板(1)上，所述下模(5)固定到下模固定板(6)上，所述下模(5)的中央垂直安裝軸孔芯(4)；

多個下壓頭(8)沿下模(5)的圓周方向均勻分布，所有下壓頭(8)固定在同一個下壓頭固定板(9)上，所述下壓頭固定板(9)的中央與所述加壓柱(10)的上端連接，所述加壓柱(10)的下端與擠壓鑄造機加壓油缸活塞桿連接；

所述半固態流變擠壓鑄造模具還包括軸孔芯固定柱(7)，所述的軸孔芯(4)為圓柱體，長度為制動盤總高度的2～3倍，上端圓周設有圓角或倒角，下端帶有螺柱與軸孔芯固定柱(7)連接，與冷卻筋對應的位置設有垂直排氣道；

所述上模(2)和下模(5)的內部均設有水冷卻系統；

所述上模(2)的外側面和所述下模(5)的模腔內側面間的室溫間隙為0.8～1.0mm，所述上模(2)的中央孔側面、所述下模(5)的中央孔側面與軸孔芯(4)的室溫間隙均為0.5～0.8mm；

所述方法包括以下步驟：

(1)細化處理：向過熱度為80～100℃的鋼液中添加鋼液量0.2～0.5％的孕育變質劑，攪拌均勻并靜置設定時間后，扒除浮渣，得到過熱度為10～30℃的低過熱鋼液；

(2)澆注：將經過細化處理的所述低過熱鋼液澆入溫度為液相線以下100～200℃的耐火材料流槽內，經過耐火材料流槽的冷卻，所述低過熱鋼液流入下模的模腔內，得到近液相線的半固態熔體；

(3)上加壓充型：在下模澆注完畢后，上模對制動盤半固態熔體加壓，使半固態熔體充滿上模的冷卻筋溝槽；

(4)上下對壓：上模增壓下行至制動盤高為設定倍數的高度時靜止，下壓頭增壓，使制動盤半固態熔體內形成100-150MPa的壓強保持2～5min，直至半固態熔體凝固，解除下壓頭的壓力；

(5)開模取件：下抽軸孔芯，在上?；爻痰耐瑫r將制動盤留在下模內，利用下壓頭將制動盤頂出下模腔。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述上模(2)的下端面帶有形成制動盤散熱筋的相應溝槽，每個溝槽頂部設有排氣結構。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述下模(5)的內腔直徑等于制動盤外徑的1.011～1.015倍，深度等于制動盤總高的1.5～2.0倍，下模腔底部設有與下壓頭(8)數量相一致的通孔。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述下壓頭(8)的直徑等于摩擦環寬的0.3～0.8倍，數量為8～12個，所述下壓頭(8)沿下模圓周方向均勻分布形成的分布圓為摩擦環1/2寬度的圓周。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半固態流變擠壓鑄造模具還包括模腿(11)和模腿固定板(12)，所述模腿(11)固定安裝在模腿固定板(12)上。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

(6)熱處理：利用制動盤出模后的余熱對制動盤進行均溫20～30min后，對制動盤空冷至20～300℃，再對制動盤重新加熱后進行調質熱處理。