[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

本發明提供了一種高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具和鑄造方法。高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具主要包括：上模固定板、上模、壓板、軸孔芯、下模、下模固定板、軸孔芯固定柱、下壓頭、下壓頭固定板和加壓柱。制動盤的盤體位于下模內，制動盤的冷卻筋位于上模內，上模通過壓板固定到上模固定板上，下模通過壓板固定到下模固定板上，下模的中央垂直安裝軸孔芯。多個下壓頭沿下模的圓周方向均勻分布，下壓頭固定板的中央與加壓柱的上端連接，加壓柱的下端與擠壓鑄造機加壓油缸活塞桿連接。本發明方法鑄造的制動盤，經過多個壓頭上下對壓，整個工件快速凝固，提高了高鐵制動盤的組織細化度和散熱筋底部致密度，提高了高鐵制動盤的組織性能的均勻性和安全可靠性。

技術領域

本發明涉及高鐵制動盤制造技術領域，尤其涉及一種高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具和鑄造方法。

背景技術

制動技術是高速列車的核心技術之一，制動盤則是制動系統中的核心零部件之一。由于高速列車行駛速度高，其制動盤在制動過程中，需要吸收與速度平方成正比的運動能量，發熱嚴重，易產生熱斑，其服役性能要求為：高熱容、高熱導、低密度、摩擦系數穩定等。目前法國、德國、日本、英國等在制動盤領域的研究走在了世界的前沿，我國所需的高速軌道列車制動盤仍是進口為主。經國內學者研究，德國進口的制動盤材質為鐵標E級鋼ZG25MnNiCrMoA，由此可見制約制動盤國產化的主要原因不是材料而是其成型方法。

申請公布號為CN104128567A和CN104148587A的發明專利通過調整澆注系統和補縮系統的位置防止輪裝制動盤在鑄造過程中出現縮孔、縮松、砂孔、氣孔、渣孔、裂紋等缺陷，但造型時不利于涂料作業的操作，筋板底部常有涂料堆積，經常造成筋板部位產生缺肉、氣孔、冷豆等鑄造缺陷。

申請公布號為CN105665642A的發明專利公開了輪裝制動盤的制造方法和裝置及由此制得的輪裝制動盤。其步驟包括：制作鑄造裝置、制作型芯、合箱、熔煉澆注、打箱落砂并清理、對鑄件進行粗加工、熱處理和精加工。將兩個輪裝制動盤對接在一起進行合體制造，形成合體鑄件，再將合體鑄件分離成兩個獨立的輪裝制動盤。該技術雖然解決了因筋板底部涂料堆積造成的缺肉、氣孔、冷豆等缺陷和變形問題，但仍存在夾砂、縮孔縮松、組織粗大、裂紋廢品、質量一致性差、廢砂污染等問題。

針對鋼制鍛造制動盤設備需求高、散熱筋充填不完整問題，申請公布號為CN106734845A的發明專利公開了一種高速列車制動盤的精密成形工藝，其工藝包括下料、加熱、鐓粗、沖孔、擴孔、梯度加熱、開式閉式復合模鍛、切邊和修毛刺、熱處理、機械加工。將制動盤按高度的變化加熱到不同溫度，將制動盤的散熱筋部位對應的模具部分做成單獨的下沖頭組塊，在上模下壓完成制動盤主體的開式模鍛成形后，下沖頭組塊向上運動對金屬施加壓力，完成散熱筋部位的閉式模鍛成形。該技術雖然在一定程度上解決了散熱筋充填不完整的問題，但梯度溫度控制困難，同時仍存在工藝流程多、結構復雜、周期長、設備噸位大、廢品率高等缺點。

由此可見現有技術中，砂型鑄造制動盤易出現縮孔縮松缺陷、裂紋廢品、質量一致性差；普通模鍛制動盤因散熱筋難充滿、成型困難、工藝流程多、結構復雜、周期長、設備噸位大、廢品率高等缺點，沒有獲得廣泛應用。

發明內容

本發明的實施例提供了一種高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具和鑄造方法，以實現有效地鑄造高鐵制動盤。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

根據本發明的一個方面，提供了一種高鐵制動盤的半固態流變擠壓鑄造模具，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；