專利名稱：一種列車用缸筒的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速列車所使用的吸能壓潰裝置缸簡緩沖裝置，特別是一 種缸簡的制造方法。
技術(shù)背景目前髙速列車使用的吸能壓潰緩沖裝置具有沖擊強(qiáng)度大，性能可靠的 特點(diǎn)，緩沖裝置中的關(guān)鍵部件合金鋼缸簡其重要性尤為突出。每件缸簡承受緊急制動沖擊力大于130噸，所以缸簡必須具有高強(qiáng)度、高韌性、高的 組織致密及材料的均勻性，在機(jī)械性能中高強(qiáng)度與高韌能是互相矛盾的， 其制造技術(shù)要求非常之高，主要體現(xiàn)在以下幾方面1、 缸簡的材料成份其合金含量低，而且各種合金含量要求非常嚴(yán)格， 在合金熔煉過程中很難控制與掌握，更無相關(guān)的技術(shù)資料做參考，全靠進(jìn) 行反復(fù)的試驗(yàn)來摸索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行技術(shù)與工藝攻關(guān)。2、 缸簡材料的高機(jī)械性能，對影響其性能的雜質(zhì)含量要求很高，如一 般的鋼材其S、 P含量只要低于0.04%就可以，而合金鋼缸簡材料的S、 P 含量要求低于0.023%與0.01%。雜質(zhì)含量越低，其相關(guān)的冶煉技術(shù)要求也 就越高，工藝的復(fù)雜性就越高。3、 缸筒整體的無缺陷性要求，按照《缸簡的技術(shù)條件》調(diào)質(zhì)處理后經(jīng) 加工按GB/T5777《無縫鋼管超聲波探傷檢驗(yàn)方法》進(jìn)行超聲波無損探傷檢 查，應(yīng)達(dá)到等級C8級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，鑄鋼產(chǎn)品要做到整體的無缺陷性，其技 術(shù)難度大，只有采用特殊而又穩(wěn)定的離心鑄造工藝才可以達(dá)到。4、 缸簡整體組織的高致密性，而高強(qiáng)度與高韌性是矛盾的，通過特殊的熱處理工藝《等溫退火工藝》，解決高強(qiáng)度、高韌性之間的矛盾，使髙強(qiáng) 度、高韌性并存，按照《缸筒的技術(shù)條件》，缸簡本體材料的抗拉強(qiáng)度>550Mp—種列車用缸筒的制造工藝，屈服強(qiáng)度》365Mp—種列車用缸筒的 制造工藝，延伸率5 >25%?，F(xiàn)有的高速列車吸能壓潰缸簡采用①95x8的無縫鋼管生產(chǎn)試驗(yàn)，而無縫鋼管只有韌性，強(qiáng)度達(dá)不到要求，在列車緊急制動時(shí)缸簡不能起到緩沖作用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種列車用缸簡的制造工藝。 本發(fā)明的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的 l.一種列車用缸簡的制造工藝，該生產(chǎn)工藝按如下步驟完成 A配料生產(chǎn)缸筒所用的材料分別為鎳Ni、錳Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe， 按重量百分比，其他組分與工業(yè)純鐵Fe的比值分別是，鎳鐵等于 0.05~0.15: 1、錳鐵等于0.40~0.60: 1、硅鐵等于0.25~0.50: 1、銅 鐵等于0.14-0.30: 1; B熔煉根據(jù)配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待鎳、銅、 純鐵熔化后，鋼溫在1320 1350'C時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3 5分鐘， 然后根據(jù)配比加入硅、錳進(jìn)行第二次脫氧處理，渣料變成白色時(shí)脫氧完成， 即可排渣出爐，得鋼水6;C.離心澆注澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產(chǎn)品毛坯尺寸將定量鋼水6倒入坩堝包5內(nèi)，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機(jī)l，轉(zhuǎn)速調(diào)至1150-1250轉(zhuǎn)， 帶動模具3繞旋轉(zhuǎn)軸2軸心旋轉(zhuǎn)，坩堝包5內(nèi)的鋼水6經(jīng)澆注槽4快速澆 注至模具3，待粗成品成型凝固后，關(guān)閉離心機(jī)l,卸模將粗成品撥出，并 立即作保溫處理，等緩冷至200。C以下自然堆放；D. 等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內(nèi)，加溫至750'C,保持恒溫3小時(shí)，自然冷卻 至500'C，保持恒溫2小時(shí)，再加溫至600'C，保持恒溫2小時(shí)，加溫至 700°C,保持恒溫3小時(shí)，加溫至800'C，保持恒溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要 求溫度加至84(TC，保持恒溫4小時(shí)；上述步驟結(jié)東后，關(guān)閉電源，產(chǎn)品 隨爐冷卻，低于200 250'C即可出爐；E. 后期處理出爐后按產(chǎn)品圖紙要求進(jìn)行機(jī)加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。缸筒材料按重量百分比，各組分的比例為鎳0.078、硅0.310、錳0.480、 銅0.150、純鐵98.859、碳0.090、硫0.023、磷0.010。本發(fā)明采用臥式離心機(jī)傾斜式澆注法生產(chǎn)離心鑄造吸能壓潰缸簡，它 液體金屬澆入由離心機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)的模具中，使液體金屬在離心力的作用下 充填模具和凝固形成的一種鑄造方法，同樣在離心力的作用下經(jīng)離心機(jī)高 速運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)孔由定量鋼水自然形成。并且由于離心力的作用，使產(chǎn)品的材 料組織很致密，而且采用特殊的熱處理工藝，解決了產(chǎn)品的高強(qiáng)度與髙軔 性的矛盾，使產(chǎn)品的高強(qiáng)度與高韌性并存，在使用過程中產(chǎn)品能承受高速 列車緊急制動的沖擊力大于130噸，而不產(chǎn)生裂紋，又能起到緩沖作用， 并且囯產(chǎn)離心鑄造缸簡價(jià)格只有進(jìn)口價(jià)的40%。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明 圖1為本發(fā)明離心澆注裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明按如下步驟完成 實(shí)施例一A. 配料按重量百分比，生產(chǎn)缸簡所用的材料中各組分比值分別為鎳Ni、硅 Si、錳Mn、銅Cu、純鐵Fe、碳C、硫S、磷P。每件重量計(jì)算 計(jì)算公式JIxL(R2-r2)r=3.14x256(512-38.52)7.8=3.14x0.256x0.001119x7.8=7.016 每件重量7.016kg。配料裝爐熔煉按產(chǎn)品毛坯重量7.016kg/件，20件每爐計(jì)算合計(jì) 140.32kg，加3%的冶煉損耗，計(jì)144.53kg,分別為M0.12kg、 Mn0.71kg、 Si0.46kg、 Cu0,23kg、 Fel47.35kg。由于上述原料在同程度含有碳、硫、磷 三種元素，故無需額外添加上述三種，經(jīng)計(jì)算可得，上述材料中含碳0.130 公斤、硫0.033公斤、磷0.014公斤。B. 熔煉根據(jù)配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待鎳、銅、 純鐵熔化后，鋼溫在1320 135(TC時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3 5分鐘， 然后根據(jù)配比加入硅、錳進(jìn)行第二次脫氧處理，渣料變成白色時(shí)脫氧完^，即可排渣出爐，得鋼水。c.離心燒注如圖1所示，澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產(chǎn)品毛坯尺寸將定量 鋼水6倒入坩堝包5內(nèi)，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機(jī)l，轉(zhuǎn)速調(diào)至 U50 1250轉(zhuǎn)，帶動模具3繞旋轉(zhuǎn)軸2軸心旋轉(zhuǎn)，坩堝包5內(nèi)的鋼水6經(jīng) 澆注槽4快速澆注至模具3，待粗成品成型凝固后，關(guān)閉離心機(jī)l,卸模將 粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至200'C以下自然堆放。D. 等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內(nèi)，加溫至750'C，保溫3小時(shí)，自然冷卻至500 °C，保溫2小時(shí)，再加溫至60(TC，保溫2小時(shí)，加溫至70(TC，保溫3 小時(shí)，加溫至800'C，保溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要求溫度加至840X:，保溫 4小時(shí)。上述步驟結(jié)東后，關(guān)閉電源，產(chǎn)品隨爐冷卻，低于200 250。C即可 出爐。注等溫退火處理，是改變材料組織結(jié)構(gòu)，使材料的機(jī)械性能相互存 在矛盾得到解決的一種特殊的熱處理方法。溫度控制由電爐控制柜溫度控 制儀自動控制。E. 后期處理出爐后按產(chǎn)品圖紙要求進(jìn)行機(jī)加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。實(shí)施例二A配料按重量百分比，生產(chǎn)缸筒所用的材料中各組分比值分別為鎳Ni、錳 Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe，按重量百分比，其他組分與工業(yè)純鐵Fe的比值分別是，鎳鐵等于0.08: 1、錳鐵等于0.50: 1、硅鐵等于0.40: 1、銅鐵等于0.30: 1; B熔煉根據(jù)配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待鎳、銅、 純鐵熔化后，鋼溫在1320 1350'C時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3 5分鐘，然后根據(jù)配比加入硅、錳進(jìn)行第二次脫氧處理，渣料變成白色時(shí)脫氧完成， 即可排渣出爐，得鋼水。C. 離心澆注如圖1所示，澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產(chǎn)品毛坯尺寸將定量 鋼水6倒入坩堝包5內(nèi)，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機(jī)l,轉(zhuǎn)速調(diào)至 1150-1250轉(zhuǎn)，帶動模具3繞旋轉(zhuǎn)軸2軸心旋轉(zhuǎn)，坩堝包5內(nèi)的鋼水6經(jīng) 澆注槽4快速澆注至模具3，待粗成品成型凝固后，關(guān)閉離心機(jī)l，卸模將 粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至20(TC以下自然堆放。D. 等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內(nèi)，加溫至75(TC，保持恒溫3小時(shí)，自然冷卻 至50(TC，保持恒溫2小時(shí)，再加溫至600X:,保持恒溫2小時(shí)，加溫至 700°C,保持恒溫3小時(shí)，加溫至800'C，保持恒溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要 求溫度加至840。C，保持恒溫4小時(shí)；上述步驟結(jié)東后，關(guān)閉電源，產(chǎn)品 隨爐冷卻，低于200 250'C即可出爐；E. 后期處理出爐后按產(chǎn)品圖紙要求進(jìn)行機(jī)加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。
權(quán)利要求
1. 一種列車用缸筒的制造工藝，其特征在于該生產(chǎn)工藝按如下步驟完成A配料生產(chǎn)缸筒所用的材料分別為鎳Ni、錳Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe，按重量百分比，其他組分與工業(yè)純鐵Fe的比值分別是，鎳∶鐵等于0.05～0.15∶1、錳∶鐵等于0.40～0.60∶1、硅∶鐵等于0.25～0.50∶1、銅∶鐵等于0.14～0.30∶1；B熔煉根據(jù)配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內(nèi)熔煉，待鎳、銅、純鐵熔化后，鋼溫在1320～1350℃時(shí)進(jìn)行第一次脫氧處理，時(shí)間3～5分鐘，然后根據(jù)配比加入硅、錳進(jìn)行第二次脫氧處理，渣料變成白色時(shí)脫氧完成，即可排渣出爐，得鋼水[6]；C.離心澆注澆注20分鐘前將坩堝包[5]烤紅，按產(chǎn)品毛坯尺寸將定量鋼水[6]倒入坩堝包[5]內(nèi)，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機(jī)[1]，轉(zhuǎn)速調(diào)至1150～1250轉(zhuǎn)，帶動模具[3]繞旋轉(zhuǎn)軸[2]軸心旋轉(zhuǎn)，坩堝包[5]內(nèi)的鋼水[6]經(jīng)澆注槽[4]快速澆注至模具[3]，待粗成品成型凝固后，關(guān)閉離心機(jī)[1]，卸模將粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至200℃以下自然堆放；D.等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內(nèi)，加溫至750℃，保持恒溫3小時(shí)，自然冷卻至500℃，保持恒溫2小時(shí)，再加溫至600℃，保持恒溫2小時(shí)，加溫至700℃，保持恒溫3小時(shí)，加溫至800℃，保持恒溫4小時(shí)，然后按技術(shù)要求溫度加至840℃，保持恒溫4小時(shí)；上述步驟結(jié)束后，關(guān)閉電源，產(chǎn)品隨爐冷卻，低于200～250℃即可出爐；E.后期處理出爐后按產(chǎn)品圖紙要求進(jìn)行機(jī)加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。
2.如權(quán)利要求1所述的列車用缸簡的制造工藝，其特征在于缸簡材 料按重量百分比，各組分的比例為鎳0.078、硅0.310、錳0.480、銅0.150、 純鐵98.859、碳0.090、硫0.023、嫌0.010。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種列車用缸筒的制造工藝。本發(fā)明通過配料、熔煉、離心澆注、等溫退火處理、后期處理五個(gè)過程生產(chǎn)離心鑄造吸能壓潰缸筒，它液體金屬澆入由離心機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)的模具中，使液體金屬在離心力的作用下充填模具和凝固形成的一種鑄造方法，同樣在離心力的作用下經(jīng)離心機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)孔由定量鋼水自然形成。并且由于離心力的作用，使產(chǎn)品的材料組織很致密，而且采用特殊的熱處理工藝，解決了產(chǎn)品的高強(qiáng)度與高韌性的矛盾，使產(chǎn)品的高強(qiáng)度與高韌性并存，在使用過程中產(chǎn)品能承受高速列車緊急制動的沖擊力大于130噸，而不產(chǎn)生裂紋，又能起到緩沖作用，并且國產(chǎn)離心鑄造缸筒價(jià)格只有進(jìn)口價(jià)的40％。
文檔編號B22D13/02GK101229578SQ20071003431
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者向昌武, 建 趙 申請人:湘潭高耐合金制造有限公司