技术领域

本发明涉及一种铸铁铸造方法， 尤其是涉及一种高速铁路机车用制动 盘铸件合金化的方法。

背景技术

高速铁路机车制动盘类铸件要求其具有非常高 的耐磨性、 导热性和热 疲劳性， 这就要求其实体硬度及化学成分， 专指碳当量， 比普通铸铁要高， 然而铸铁在高碳当量基础上提高其性能， 特别是硬度， 十分困难， 一般来 讲， 铁液微合金化是被广泛采取的一种必要手段。 所谓微合金化就是指在 原有铁液基础上加入微量的合金元素如： 铌 Nb、 钒 、 钛 Ti等能够对其 力学性能、耐蚀性、耐热性起作用， 随着添加量的不同而产生的效果不同， 近几年研究发现，高碳当量轿车制动盘中加入 一定量的铌，能够细化晶粒， 提高其力学性能， 且已经被实践证明其可行性。 尽管高碳当量轿车制动盘 铸铁铌 Nb微合金化的效果得到证实， 但是高碳当量高硬度要求的高速铁 路机车制动盘类铸件铌 Nb微合金化尚无介绍。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足， 提供一种工艺方法独特、 利在 保证其他化学成分符合规范要求的前提下， 通过加入适量的 Nb 合金， 从 而达到其使用性能的一种高速铁路机车用制动 盘铸件合金化的方法。

为了实现发明目的， 本发明通过如下方式实现：

一种高速铁路机车用制动盘铸件合金化的方法 ， 其特征是： 该方法为 在铸造高速铁路机车用制动盘的电炉熔化过程 中随最后一批炉料加入重 量含量为炉料的 0. 08%〜0. 15%的铌铁， 熔化温度为 1300〜1360°C， 取样 温度为 1440〜1480°C， 过热温度 1480〜1520°C， 保温时间 5〜10分钟后 出铁孕育， 孕育量为 0. 3〜0. 6%即可；

所述在浇注高速铁路机车制动盘 2 箱同时浇注用来检测其力学性能的 Φ 30试棒；

所述铌铁的纯度为 70%〜80%。

本发明有如下效果：

1 ) 工艺方法独特： 本发明提供的方法是在电炉熔化过程中随最后 一 批炉料加入 0. 08%〜0. 15%的铌铁， 熔化温度不高于 1360°C， 取样温度控 制在 1440〜1480 °C， 过热温度 1480〜1520°C， 保温时间 5〜10分钟后出 铁孕育， 孕育量 0. 3〜0. 6%， 浇注高速铁路机车制动盘 2箱同时浇注 Φ 30 试棒， 用来检测其力学性能。

2 ) 主要元素内部检测 C、 Si、 Mn符合材料规范， 其他合金元素 Cu、 Sn控制在下限， 检测到 Nb元素为 0. 08%〜0. 15%： 本发明提供的方法在现 有的熔化设备及工艺条件下， 加入纯度为 70%〜80%的铌铁， 得到 Nb的吸收 率为 70%〜80%， 包括烧损； Sn、 Cu 等其他合金元素按规范下线控制， 加 入 0. 08%〜0. 15%的 Nb， 得到试棒组织、 性能及铸件实体铸件组织、 性能 完全达到预期目标； 同时对于 Φ 30试棒弹性模量来讲， 高于不加 Nb的平 均值， 具体如下： Φ 30试棒金相检测结果为石墨形态： A型； 石墨长度： 4-5； 基体组织： >98%P， 放大倍数 100 X , 得到正常的石墨形态及珠光体 含量， 与不加 Nb合金的高速机车制动盘 Φ 30试棒金相相同； Φ 30试棒性 能检测结果为抗拉强度 360〜370MPa，高于不加 Nb合金的高速机车制动盘 材料抗拉强度 7. 9%; 品质系数 1. 2〜1. 3， 目前生产的差别不大； Φ 30试 棒弹性模量 1. 1〜1. 2 X 105 MPa， 高于不加 Nb合金的高速机车制动盘材料 弹性模量平均值 5. 1%； 实体铸件硬度平均值 195〜205， 与不加 Nb合金的 高速机车制动盘材的实体硬度相当； 实体金相的石墨形态全部为 A型， 长 度 5级， 大于 95%P，放大倍数 100 X , 与不加 Nb合金的高速机车制动盘实 体铸件金相组织相同; Nb 可以作为一种合金元素加入到铸铁中， 从成本角 度考虑， 对于单位重量的铁水， Nb、 Sn、 Cu相比之下， 使用 Nb成本低于 Cu高于 Sr

具体实施方式

一种高速铁路机车用制动盘铸件合金化的方法 ， 其特征是： 该方法为 在铸造高速铁路机车用制动盘的电炉熔化过程 中随最后一批炉料加入重 量含量为炉料的 0. 08%〜0. 15%的铌铁， 熔化温度为 1300〜1360°C， 取样 温度为 1440〜1480°C， 过热温度 1480〜1520°C， 保温时间 5〜10分钟后 出铁孕育， 孕育量为 0. 3〜0. 6%即可；

所述在浇注高速铁路机车制动盘 2 箱同时浇注用来检测其力学性能的 Φ 30试棒；

所述铌铁的纯度为 70%〜80%。