[發明專利]一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910977921.6
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110592446A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李國棟;王澤飛;劉洺宇;呂慧;張大慶
• 申請（專利權）人: 南京金正奇交通設備有限責任公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/10;C22C1/02;C22F1/053
• 代理公司: 31253 上海精晟知識產權代理有限公司
• 代理人: 安曼

1.一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料，其特征在于，按重量份數計，包括Si：0.05～0.12份，Fe：0.08～0.15份，Cu：2.0～2.6份，Mn：0.01～0.1份，Mg：1.9～2.6份，Gr：0.01～0.04份，Zn：5.7～6.7份，Ti：0.04～0.06份，Zr：0.1～0.14，SiC：0.01～0.1份，松油醇：5～20份，雙金屬氫氧化物：0.01份，余量為鋁。

2.如權利要求1所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料，其特征在于，雙金屬氫氧化物為鐵-鈣層狀雙金屬氫氧化物。

3.如權利要求1所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料，其特征在于，碳化硅和錳的質量比為：碳化硅：錳＝1:1。

4.一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：首先對鋁合金材料進行微合金元素設計，計算出每種原料的使用量，并經過計算機模擬鋁合金材料相形成與控制，模擬制作出轉向架軸箱，并根據熱力學模擬計算出每一步制作過程中需要的溫度范圍；

步驟2：將Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Gr、Zn、Ti、Zr、SiC、松油醇、雙金屬氫氧化物和鋁加入到熔煉爐中，設置熔煉爐的溫度并在開始熔融時不斷攪拌，并向熔煉爐內通入稀有氣體；

步驟3：通過調節攪拌速度的快慢對粗毛坯中的含氣量和夾雜進行控制；

步驟4：當攪拌均勻時將熔化后的熔液注入模具中，并對固溶熱處理后的粗毛坯進行人工時效，通過調人工時效的溫度高低降低或消除偏析；

步驟5：經過人工時效后對胚料進行超聲波探傷，檢測粗毛坯內部是否有損傷，同時進行相回溶控制；

步驟6：將粗毛坯冷卻后取出，并對毛坯表面進行拋丸和噴砂；

步驟7：將噴砂后的粗毛坯進行機械加工成轉向架軸箱，對加工后的轉向架軸箱進行滲透探傷，二次檢測轉向架軸箱的內部狀況；

步驟8：最后對轉向架軸箱的表面進行處理。

5.如權利要求4所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟2中，加入的稀有氣體為氦、氖、氬、氪和氙中的一種或多種，攪拌使用的器具是純鐵器具。

6.如權利要求4所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟2中，熱力學模擬計算出的加熱范圍為700～1100℃。

7.如權利要求4所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，雙金屬氫氧化物與松油醇在稀有氣體及加熱的條件下生成耐腐蝕抗氧劑。

8.如權利要求4所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟4中，人工時效的控制采用的是將工件加熱到800～950℃，長時間保溫5～15小時后隨爐冷卻。

9.如權利要求7所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，人工時效為不完全時效。

10.如權利要求4所述的一種高速客運列車轉向架軸箱輕量化用新型鋁合金材料的制備方法，其特征在于，步驟1中微合金元素設計計算出每種原料的最優使用量為Si：0.05份，Fe：0.08份，Cu：2.0～2.6份，Mn：0.008份，Mg：2.19份，Gr：0.008份，Zn：6.57份，Ti：0.05份，Zr：0.09，SiC：0.008份，松油醇：12份，雙金屬氫氧化物：0.01份，余量為鋁。