[發(fā)明專利]一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011039841.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN112159937B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巨佳;王章忠;張保森;朱帥帥;胡亮;李文莉;徐印輝;李俊岳;凌星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C38/04
• 分類號(hào): C22C38/04;C22C38/22;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/24;C22C38/20;C22C33/04;C21D9/00;C21D1/18;C21D1/26;F16D69/02
• 代理公司: 南京燦爛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32356
• 代理人: 趙麗

本發(fā)明公開了一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤，其原料及配比如下：C：0.10～0.22％；Ti：0.21～0.31％；Mn：0.37～1.21％；V：0.05～0.15％；Cr：1.46～3.77％；W：0.34～1.77％；Mo：0.65～0.98％；Cu：0.50～0.80％；P：＜0.005％；S：＜0.005％；Nb：2.01～3.78％；Fe:余量。本發(fā)明還公開了一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤的制備方法。本發(fā)明的制動(dòng)盤具備低溫強(qiáng)韌性，并且在+20℃～?60℃的溫度跨度下，依然保持良好的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性，故該制動(dòng)盤適合應(yīng)用于在南北地域長距離和環(huán)境溫度差異大的區(qū)域之間運(yùn)行的高速列車。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤及其制備方法，屬于高速列車制動(dòng)用的摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著列車運(yùn)行速度進(jìn)一步提高，鑄造制動(dòng)盤難以完全滿足制動(dòng)安全可靠性的需求，而鍛造制動(dòng)盤因具有良好的強(qiáng)韌性、較高的抗熱裂、耐磨和耐疲勞特性而有望代之，以適應(yīng)更苛刻的制動(dòng)工況，日本新干線、法國TGV及德國ICE等高速列車已成功列裝鍛鋼制動(dòng)盤。日本于1965年開始研制分體式S45C碳素鋼鍛造制動(dòng)盤，但由于基體組織中少量馬氏體和貝氏體混合相的存在，導(dǎo)致盤面產(chǎn)生熱裂和脆性破壞；至80年代又開發(fā)了組織微細(xì)的帶輔助散熱結(jié)構(gòu)的整體式AISI4330鍛造制動(dòng)盤，具有良好的耐磨和抗熱裂特性，并廣泛應(yīng)用于時(shí)速300km/h以上的新干線高速列車。與此同時(shí)，法國國營鐵路公司(SNCF)在上世紀(jì)80年代先后組織開發(fā)了不通風(fēng)式28CDV5(Cr-Mo-V)和帶散熱筋的15CDV6低合金鍛鋼制動(dòng)盤，300km/h速度工況下單盤制動(dòng)能量較TGV-PSE鑄造制動(dòng)盤提高44％。

我國鍛鋼制動(dòng)盤的研制起步較晚，早期鍛鋼制動(dòng)盤為不帶散熱筋的高強(qiáng)耐熱低合金鋼制動(dòng)盤，研制生產(chǎn)的250km/h高速動(dòng)力列車鋼質(zhì)鍛造制動(dòng)盤已經(jīng)初步滿足我國高速動(dòng)力列車技術(shù)條件要求，更高速度列車用制動(dòng)盤仍依賴進(jìn)口。隨著我國高速鐵路事業(yè)的發(fā)展，我國列車在提速運(yùn)行的同時(shí)還需面對(duì)長地域跨度和長時(shí)間摩擦的工況，這就對(duì)列車摩擦盤的摩擦穩(wěn)定性和低溫強(qiáng)韌匹配性提出了新的要求，以滿足南北地域長距離和環(huán)境不同引起的長距離摩擦和環(huán)境溫度差引起的摩擦穩(wěn)定性和低溫強(qiáng)韌匹配性不足的問題。

綜上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需研究一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤及其制備方法，以解決摩擦盤的摩擦穩(wěn)定性和低溫強(qiáng)韌匹配性不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，本發(fā)明提供一種可以解決高速列車制動(dòng)盤摩擦穩(wěn)定性和低溫強(qiáng)韌匹配性不足的問題的高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤。

同時(shí)，本發(fā)明提供一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤，以質(zhì)量百分比計(jì)，其原料及配比如下：

一種高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤的制備方法，包括以下步驟：

S1.合金熔煉：采用電爐進(jìn)行分段熔煉，首先將鐵水加熱到1650～1720℃，使其充分熔化，得到鋼水；隨后將充分熔化后的鋼水轉(zhuǎn)移到精煉爐中，并升溫到1780～1860℃后，將按質(zhì)量百分比配好的Ti、Mn、V、Cr、W、Mo、Cu、P、S和Nb元素加入精煉爐中進(jìn)行精煉，得到精煉鋼水；

S2.合金鑄造：向精煉鋼水中加入造晶劑，隨后澆鑄成錠；

S3.合金復(fù)合鍛造：采用自由鍛進(jìn)行鍛造開坯；隨后采用熱-溫間歇式多步碾環(huán)鍛造工藝制坯，獲得鍛造坯；

S4.性能熱處理：將得到的鍛造坯進(jìn)行等溫退火-淬火-中溫回火三段性能熱處理，即得到的高穩(wěn)定耐摩擦列車制動(dòng)盤材料。

所述造晶劑的制備方法為：