[發明專利]鐵路車輪的制造方法以及鐵路車輪

有效

• 申請號: 201880022286.X
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110462069B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 前島健人;久保田學
• 申請（專利權）人: 日本制鐵株式會社
• 主分類號: C21D9/34
• 分類號: C21D9/34;C22C38/00;C22C38/24
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明的課題在于穩定地制造先共析滲碳體的生成得到抑制的鐵路車輪。將以質量％計C為0.80～1.15％的中間品加熱至A_cm相變點以上后，以中間品在800～500℃下的冷卻速度(℃/秒)滿足下述條件的方式進行冷卻。除踏面和輪緣表面以外的表面：由式(1)定義的Fn1以下，冷卻速度最慢的區域處的冷卻速度：由式(2)定義的Fn2以上，以及，踏面和輪緣表面：Fn2以上。Fn1＝?5.0+exp(5.651?1.427×C?1.280×Si?0.7723×Mn?1.815×Cr?1.519×Al?7.798×V)…(1)Fn2＝0.515+exp(?24.816+24.121×C+1.210×Si+0.529×Mn+2.458×Cr?15.116×Al?5.116×V)…(2)。

技術領域

本發明涉及鐵路車輪的制造方法以及鐵路車輪。

背景技術

鐵路車輛在構成鐵路線的軌道上行駛。鐵路車輛具備多個鐵路車輪。鐵路車輪支撐車輛，與軌道接觸，邊旋轉邊在軌道上移動。鐵路車輪因與軌道接觸而磨損。為了鐵路運輸的高效率化，正在推進在鐵路車輛上的裝載重量的增加和鐵路車輛的高速化。結果，需要提高鐵路車輛所利用的鐵路車輪的耐磨性。

提高鐵路車輪的耐磨性的技術在日本特開平9-202937號公報(專利文獻1)、日本特開2012-107295號公報(專利文獻2)、日本特開2013-231212號公報(專利文獻3)和日本特開2004-315928號公報(專利文獻4)中有提出。

專利文獻1中公開的鐵路車輪以質量％計含有C：0.4～0.75％、Si：0.4～0.95％、Mn：0.6～1.2％、Cr：0～小于0.2％、P：0.03％以下、S：0.03％以下，余量為Fe和其他不可避免的雜質。在該鐵路車輪中，從車輪踏面部的表面到至少深度50mm為止的區域由珠光體組織形成。專利文獻1的鐵路車輪的制造方法包括：在車輪踏面部的冷卻曲線通過連續冷卻相變曲線圖中的珠光體生成區域且與馬氏體相變曲線相比位于長時間側的條件下將車輪踏面部冷卻的淬火工序。

專利文獻2中公開的車輪用鋼為如下化學組成：以質量％計含有C：0.65～0.84％、Si：0.02～1.00％、Mn：0.50～1.90％、Cr：0.02～0.50％、V：0.02～0.20％、S≤0.04％，余量為Fe和雜質，P≤0.05％、Cu≤0.20％、Ni≤0.20％。該化學組成進一步滿足下述關系式：[34≤2.7+29.5×C+2.9×Si+6.9×Mn+10.8×Cr+30.3×Mo+44.3×V≤43]且[0.76×exp(0.05×C)×exp(1.35×Si)×exp(0.38×Mn)×exp(0.77×Cr)×exp(3.0×Mo)×exp(4.6×V)≤25]。專利文獻2中記載：該車輛用鋼通過滿足上述化學組成和上述式，使得耐磨性、耐滾動疲勞特性、抗火花性優異。

專利文獻3中公開的車輪用鋼以質量％計含有C：0.65～0.84％、Si：0.4～1.0％、Mn：0.50～1.40％、Cr：0.02～0.13％、S：0.04％以下、V：0.02～0.12％，由式(1)定義的Fn1為32～43且式(2)所示的Fn2為25以下，余量為Fe和雜質。在此，式(1)為Fn1＝2.7+29.5C+2.9Si+6.9Mn+10.8Cr+30.3Mo+44.3V，式(2)為Fn2＝exp(0.76)×exp(0.05C)×exp(1.35Si)×exp(0.38Mn)×exp(0.77Cr)×exp(3.0Mo)×exp(4.6V)。專利文獻3中記載：該車輛用鋼通過具有上述化學組成、使Fn1和Fn2滿足上述范圍，使得耐磨性、耐滾動疲勞特性、抗火花性優異。