一種軌道車輛制動(dòng)盤用合金球墨鑄鐵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種制動(dòng)盤材料，尤其設(shè)及一種用于軌道車輛制動(dòng)盤的合金球墨鑄 鐵，屬于金屬材料冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 制動(dòng)系統(tǒng)是軌道車輛關(guān)鍵技術(shù)之一，直接關(guān)系到列車的運(yùn)行安全。目前，軌道車 輛的制動(dòng)系統(tǒng)采用的都是踏面制動(dòng)。在該種制動(dòng)方式下，在制動(dòng)過(guò)程中90%W上的熱量為 車輪所吸收。因此，在速度比較高的情況下，容易使車輪踏面產(chǎn)生高溫剝離或熱裂紋；而且， 踏面制動(dòng)的噪聲也比較大。所W，該種制動(dòng)方式一般適用于車速lOOkm/hW下的車輛。
[0003] 為了改善該種狀況，在超過(guò)lOOkm/h的鐵路機(jī)車車輛中，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置一般采用 盤形制動(dòng)。由于軌道車輛制動(dòng)盤需要在強(qiáng)摩擦、高熱負(fù)荷W及較大制動(dòng)力和離屯、力的復(fù)雜 工況下工作，制動(dòng)盤可靠性幾乎決定了整個(gè)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的可靠性水平，也直接影響軌道 車輛的行車安全。
[0004]目前，軌道車輛制動(dòng)盤材料均采用普通灰鑄鐵。該種材料具有成本低、耐磨性好等 優(yōu)點(diǎn)。但是，普通灰鑄鐵制動(dòng)盤的機(jī)械強(qiáng)度及抗熱疲勞性能難W令人滿意。
[0005] 因此，在保證球墨鑄鐵材料的耐磨性W及抗熱疲勞等性能的前提下，研究開(kāi)發(fā)一 種具有較高的強(qiáng)度、塑性或其他性能的合金球墨鑄鐵材料仍是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題之 〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)W上技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N合金球墨鑄鐵，W重量百分比計(jì)，包括：
[0007]碳；2.0-5. 0%;
[0008]娃；1.0-4. 0%;
[0009]鋪；0. 2-1.0%;
[0010] 鑲；0. 1-0. 6%;
[0011] 鋼；0. 1-0. 80%;
[001 引 銅；0. 01-0. 08% ;
[0013]儀；0. 01-0. 08% 及
[0014]稀±尺6:0. 01-0. 06%;
[0015] 其余為鐵和不可避免雜質(zhì)。
[0016] 如上所述的合金球墨鑄鐵，其中
[0017]碳；3. 0-3. 7%;
[001 引 娃；2. 0-2. 8%;
[001 引 鋪；0.3-0. 8%;
[0020] 鑲；0. 1-0. 4%;
[0021] 鋼；0. 25-0. 60% ;
[0022] 銅；0. 02-0. 06% ;
[0023]儀；0. 02-0. 06% 及
[0024]稀上Re:0. 01-0. 04%。
[00巧]如上所述的合金球墨鑄鐵，其中
[0026]碳；3. 6-3. 7%;
[0027]娃；2. 3-2. 6%;
[0028]鋪；0.6-0. 8%;
[0029]鑲；0.2-0. 4%;
[0030]鋼；0.3-0. 60%;
[0031]銅；0. 02-0. 04% ;
[0032]儀；0. 02-0. 04% 及
[0033]稀±尺6:0. 02-0. 04%。
[0034] 如上所述的合金球墨鑄鐵，其中，所述不可避免的雜質(zhì)包括：W重量百分比計(jì)，磯 小于0. 06%，硫小于0. 04%
[00巧]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出一種制動(dòng)盤，包括如上所述的合金球墨鑄鐵。
[0036] 如上所述的制動(dòng)盤，其是通過(guò)樹(shù)脂砂機(jī)器造型鑄造。
[0037] 如上所述的制動(dòng)盤，其中所述的鑄造包括經(jīng)感應(yīng)電爐冶煉工藝加工，其包括；裝料 和烙化。
[0038] 如上所述的制動(dòng)盤，其中低于50%的功率對(duì)爐料進(jìn)行精煉。
[0039] 如上所述的制動(dòng)盤，其中低于30%的功率對(duì)爐料進(jìn)行精煉。如上所述的制動(dòng)盤，其 中所述的鑄造包括；誘鑄位置設(shè)計(jì)；分形面設(shè)計(jì)；收縮量設(shè)計(jì)；加工余量設(shè)計(jì)；誘鑄系統(tǒng)設(shè) 計(jì)；冒口、冷鐵、鑄筋設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)與制造；造型、造巧；砂型加熱擬及誘鑄。
[0040] 本發(fā)明的合金球墨鑄鐵材料具有抗拉強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率等機(jī)械性能好的特點(diǎn)。利用 該材料制造的制動(dòng)盤具有比普通灰鑄鐵較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱疲勞性能，能夠在強(qiáng)摩擦和高 熱負(fù)荷的復(fù)雜工況下連續(xù)工作而不出現(xiàn)熱疲勞。本發(fā)明還提供了一種采用上述合金球墨 鑄鐵材料制成的制動(dòng)盤。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中 的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是 全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提 下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042] 本發(fā)明的制動(dòng)盤用合金球墨鑄鐵材料，尤其適于應(yīng)用于例如鐵路機(jī)車的軌道車輛 制動(dòng)盤。
[0043] 在本發(fā)明提供的合金球墨鑄鐵的化學(xué)組成中，主要成分有碳、娃、鋪、鐵等；提高性 能的成分有鑲、鋼等；而銅、儀及稀± (R巧等則是提高球墨鑄鐵的綜合性能；磯、硫則為雜 質(zhì)。本發(fā)明的合金球墨鑄鐵中各種成分的作用和具體含量如下：
[0044] (1)碳和娃
[0045] 碳和娃是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，提高碳和娃的含量有利于發(fā)揮材料的初性。鑄 鐵中c、Si的含量越高，石墨化越容易進(jìn)行。但是，C和Si含量過(guò)高，將會(huì)導(dǎo)致石墨多而粗 大，使組織中鐵素體量增多，珠光體量減少，從而導(dǎo)致材料力學(xué)性能的降低。因此，本發(fā)明的 材料中具有一定數(shù)量的石墨，增加珠光體的含量。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的合金球墨鑄鐵中的 C含量一般為2. 0-5.Owt. %，優(yōu)選為3. 0-3. 7wt. %。Si含量一般為1. 0-4. 0wt. %，優(yōu)選為 2. 0-3. 8wt. %。
[0046] 似車孟
[0047] 鋪本身是阻礙石墨化的元素，但它能與S結(jié)合，形成MnS浮集到渣中，從而削弱S 阻礙石墨化的作用，同時(shí)加入鋪還可W提高珠光體含量，提高合金球磨鑄鐵的強(qiáng)度、硬度， 但會(huì)使其塑性降低。因此，優(yōu)選地，Mn的含量一般為0. 2-1.Owt. %，優(yōu)選為0. 3-0. 8wt. %。 [004引做鋼
[0049] 材料中含有少量的鋼能夠進(jìn)一步提高材料的機(jī)械性能和耐熱疲勞性能，但不宜過(guò) 多。因此，一般鋼的含量為0. 1-0. 80wt. %。優(yōu)選地，鋼的含量可W為0.25-0. 60wt. %。
[0050] (4)鑲
[0051] 材料中含有少量的鑲，能夠降低碳的溶解度，有助于碳化物的分解，穩(wěn)定珠光體的 作用，同時(shí)可W提高材料的強(qiáng)度、耐磨性、抗脆斷裂性，但不宜過(guò)多，因此，一般鑲的含量為 0. 1-0. 6wt. %。優(yōu)選地，鑲的含量可W為 0. 10-0. 40wt. %。
[005引妨銅
[0053] 銅能細(xì)化珠光體，并能促進(jìn)增加珠光體的含量。因此，一般銅的含量為 0. 01-0. 08wt. %。優(yōu)選地，銅含量的范圍在0. 02-0. 06wt. %。
[0054] (6)儀；材料中含有少量的儀主要其球化劑作用，有利于生成完整均勻的球化石 墨，同時(shí)起到脫硫劑的作用。因此，一般儀的含量為0.01-0. 〇8wt. %。優(yōu)選地，儀的含量可 W為 0. 02-0. 06wt. %。
[00巧](7)稀±Re;
[0056] 少量稀±可^抑制硫等雜質(zhì)，但其具有影響球墨狀態(tài)的副作用，因此要控制其含 量。一般儀的含量為0.01-0. 〇6wt. %。優(yōu)選地，稀±Re的含量可W為0.01-0. 〇4wt. %。；
[0057] 做硫
[0058] 硫含量過(guò)高會(huì)使球化不穩(wěn)定，而且會(huì)產(chǎn)