[發(fā)明專利]高速列車制動(dòng)盤用低合金鑄鋼及其熱處理方法與制動(dòng)盤

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010375440.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN111363977A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京中盛鐵路車輛配件有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/50;C22C38/54;C22C38/58;C21D1/28;C21D1/25
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 姜曉鈺

本發(fā)明屬于軌道交通的金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速列車制動(dòng)盤用低合金鑄鋼及其熱處理方法與制動(dòng)盤。其組分及其各組分的重量百分含量為：碳0.12～0.20％；硼0.001～0.003％；鋁0.01～0.05％；鈦0.02～0.07％；硅0.35～0.55％；錳1.0～1.8％；鉻0.10～0.30％；鉬0.20～0.40％；鎳0.15～0.35％；磷≤0.01％，硫≤0.01％，其他組分的含量總和≤0.1％，余量為鐵。本發(fā)明提供的低合金鑄鋼化學(xué)組分和配比合理、綜合力學(xué)性能優(yōu)異且性價(jià)比高，制備的制動(dòng)盤性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，能夠滿足高速列車用制動(dòng)盤的使用要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道交通的金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速列車制動(dòng)盤用低合金鑄鋼及其熱處理方法。

背景技術(shù)

制動(dòng)盤是高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，通過與閘片的摩擦實(shí)現(xiàn)列車的調(diào)速與停車。在制動(dòng)過程中，制動(dòng)盤與閘片摩擦?xí)a(chǎn)生巨大的熱量，大部分熱量被制動(dòng)盤吸收，然后通過制動(dòng)盤的散熱筋將熱量散發(fā)到空氣中。在反復(fù)的吸熱和散熱過程中，制動(dòng)盤摩擦面很容易產(chǎn)生熱裂紋。因此，制動(dòng)盤的可靠性直接關(guān)系到列車的運(yùn)行安全。

目前，國內(nèi)高速列車鑄鋼制動(dòng)盤技術(shù)被國外少數(shù)供應(yīng)商壟斷，國內(nèi)供應(yīng)商鑄鋼制動(dòng)盤技術(shù)還不成熟，其產(chǎn)品仍處在試驗(yàn)驗(yàn)證或小批量裝車運(yùn)用的階段。

中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210217930.3和201610235376.X的專利公開了一種用于高速列車制動(dòng)盤的合金鑄鋼及其熱處理方法以及由該合金鑄鋼制造的高速列車制動(dòng)盤，通過錳、鉻、鉬、鎳和釩等合金成分的選擇及其和碳、硅等其它化學(xué)成分的配比以及對(duì)其它元素的控制，使合金鑄鋼的各種化學(xué)成分獲得較合理的匹配，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗螅Я＜?xì)化，提高了淬透性和熱強(qiáng)性能，所制得的合金鑄鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)于當(dāng)時(shí)的國內(nèi)技術(shù)。但所公開的合金鑄鋼材料抗熱裂紋性能難以令人滿意，僅僅154次1:1制動(dòng)動(dòng)力試驗(yàn)后就產(chǎn)生了熱裂紋，雖然優(yōu)于當(dāng)時(shí)的國內(nèi)技術(shù)，但離國外技術(shù)以及批量運(yùn)用還有一定的差距。

中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810227749.4的專利公開了一種制動(dòng)盤用合金鋼，該合金鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱疲勞性能，同時(shí)還具有較好的抗熱裂性、穩(wěn)定的摩擦性能和良好的散熱性，適用于制造軌道車輛用制動(dòng)盤。但所公開的合金鋼需要增加太多的合金元素，鈮、鎢、銅、鈦、鋯和鋁元素都需要添加，且昂貴的鎳元素含量要求達(dá)到1.95～ 1.99％，雖然上述合金元素的添加可以改善合金鋼的力學(xué)性能，但是導(dǎo)致制動(dòng)盤產(chǎn)品價(jià)格昂貴，很難與國外進(jìn)口成熟產(chǎn)品進(jìn)行競爭，也難以滿足高速列車降低運(yùn)營成本的要求。

因此，為了實(shí)現(xiàn)我國高鐵核心技術(shù)及關(guān)鍵部件完全自主化的戰(zhàn)略需要，需要開發(fā)一種綜合力學(xué)性能優(yōu)異，可以形成產(chǎn)業(yè)化，且性價(jià)比高的高速列車制動(dòng)盤用低合金鑄鋼及其熱處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種化學(xué)組分和配比合理、綜合力學(xué)性能優(yōu)異且性價(jià)比高的低合金鑄鋼，用于鑄造高速列車用制動(dòng)盤。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：高速列車制動(dòng)盤用低合金鑄鋼，其組分及其各組分的重量百分含量為：碳0.12～ 0.20％；硼0.001～0.003％；鋁0.01～0.05％；鈦0.02～0.07％；硅0.35～ 0.55％；錳1.0～1.8％；鉻0.10～0.30％；鉬0.20～0.40％；鎳0.15～ 0.35％；磷≤0.01％，硫≤0.01％，其他組分的含量總和≤0.1％，余量為鐵。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，高速列車制動(dòng)盤用低合金鑄鋼，其組分及其各組分的重量百分含量為：碳0.15～0.20％；硼0.001～0.003％；鋁0.01～0.05％；鈦0.04～0.07％；硅0.35～0.55％；錳1.2～1.8％；鉻0.15～0.30％；鉬0.20～0.40％；鎳0.20～0.35％；磷≤0.01％，硫≤0.01％，其他組分的含量總和≤0.1％，余量為鐵。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，鑄造時(shí)鈦、鋁和硼的添加順序是：先添加鋁、再添加鈦、最后添加硼。