專利名稱：一種鐵路車輛用車軸鋼及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路車輛用車軸鋼及其制造工藝，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車軸是鐵道車輛運行的重要部件，其質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系列車的承載能力和運輸安全，世界各國鐵路部門都非常重視車軸鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)和實物質(zhì)量的提高。我國的鐵路車輛車軸從建國初期開始一直沿用前蘇聯(lián)r O c T標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的車軸鋼含碳量約0. 40%,由于當(dāng)時的煉鋼條件和熱處理條件有限，40車軸鋼的各項技術(shù)指標(biāo)都較低，車軸投入使用后，在當(dāng)時載重量和運行速度都相對較低的條件下僅運行5年左右就陸續(xù)出現(xiàn)裂紋。有資料報道，僅從1997年至2002年7月，全國共發(fā)生因疲勞強(qiáng)度 低而導(dǎo)致車軸斷裂事故70余起，給國家和人民財產(chǎn)造成巨大的損失。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鐵路運輸能力迫切需要有大的提高，從1986年開始我國的列車幾經(jīng)提速，最大單列重量已達(dá)2萬噸。原有車輛車軸及質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)已不能滿足我國鐵路飛速發(fā)展的需求。為此，本專利公開了一種鐵路車輛用車軸鋼及其制造工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種鐵路車輛用車軸鋼及其制造工藝。其鋼坯的化學(xué)成分及重量百分比含量應(yīng)符合C 0. 50-0. 60%, Si 0. 20-0. 50%, Mn 0. 7-0. 9%, P 彡 0. 018%,S^O. 008%, Alt 彡 0. 020%, Cr ( 0. 25%, Ni ( 0. 25%, Cu ( 0. 25%，余量為 Fe 和不可避免
的雜質(zhì)。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述，預(yù)處理鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后，再經(jīng)LF爐精煉處理并調(diào)整成分，鋼水進(jìn)一步脫氧后送VD爐真空脫氣，真空度大于0. 03kPa,深真空時間大于IOmin ;然后鋼水模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱后進(jìn)行初軋開坯成非定尺方坯并緩冷，總緩冷時間24h ;然后進(jìn)行鍛造，對鍛造車軸坯進(jìn)行熱處理，包括二次正火和一次回火。其生產(chǎn)工藝流程簡述為鐵水一轉(zhuǎn)爐煉鋼一 LF精煉一 VD真空脫氣處理一模鑄一初軋一緩冷一鍛造一正火一回火。VD爐處理前鋼水溫度應(yīng)大于1600°C，處理之后應(yīng)大于1500°C。均熱溫度大于850°C，鋼坯緩冷入坑溫度為590-620°C，出坑溫度270°C，一次正火(860°C、3h )，二次正火(860°C、3h)，回火(510°C、4h)。本發(fā)明的突出優(yōu)點是鋼中氣體含量極低，力學(xué)性能優(yōu)異，組織晶粒細(xì)小，工藝可操作性強(qiáng)，適用于制造鐵路機(jī)車、貨車車軸等部件?？蓾M足我國鐵路車輛用車軸的特殊性能需求。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的描述。實施例I鋼水的化學(xué)成分以重量百分比計其含量為C 0.55%，Si 0.23%，Mn 0. 72%, P0. 017%, S 0. 005%, CrO. 04%, NiO. 01%, CuO. 01%, AltO. 045%,其余為 Fe 和無法檢測的微量雜質(zhì)。轉(zhuǎn)爐鋼水經(jīng)LF爐精煉處理、調(diào)整后的成分為C 0. 53%, Si 0. 23%,Mn 0. 70%, P 0.015%，S 0. 005%, CrO. 04%, NiO. 01%, CuO. 01%, AltO. 049%，其余為 Fe 和無法檢測的微量雜質(zhì)。精煉結(jié)束后喂鋁線400mm以進(jìn)一步脫氧。精煉后鋼水送VD爐真空脫氣，真空度0. 041kPa,深真空時間13min，VD爐處理前鋼水溫度為1625°C，處理之后為1557°C。鋼水模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱后進(jìn)行初軋開坯并緩冷，均熱爐溫度867°C，初軋成非定尺方坯，鋼坯入緩冷坑溫度620°C，出緩冷坑溫度270°C，總緩冷時間24h。將緩冷后的方坯根據(jù)使用要求鍛造成車軸坯，然后進(jìn)行熱處理，包括一次正火(860°C、3h )、二次正火(860°C、3h)處理，回火(510°C、4h)。由上述工藝處理之后的車軸坯中氣體含量極低，力學(xué)性能優(yōu)異，組織晶粒細(xì)小，檢測值詳見表I和表2。表I力學(xué)性能檢測值
瑢煉 “4fi別 Rel <MPa) Rm I MPa) AZ <%)
W檢410. 390760. 77021, 19,5 36—6, 29 >
M 檢485S202044.5表2氣體含量檢測值 (%)
—禮i5 HOM
I#1.0135權(quán)利要求
1.一種鐵路車輛用車軸鋼，其特征在于鋼坯的化學(xué)成分及重量百分比含量應(yīng)符合C 0. 50-0. 60%, Si 0. 20-0. 50%, Mn 0. 7-0. 9%, P 彡 0. 018%, S 彡 0. 008%, Alt 彡 0. 020%,Cr ( 0. 25%, Ni ( 0. 25%, Cu ( 0. 25%,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求I所述特征的一種鐵路車輛用車軸鋼的制造工藝，其特征在于預(yù)處理鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后再經(jīng)LF爐精煉處理并調(diào)整成分，鋼水進(jìn)一步脫氧后送VD爐真空脫氣，真空度大于0. 03kPa，深真空時間大于lOmin，真空處理后的鋼水模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱后進(jìn)行初軋開坯軋成非定尺方坯并緩冷，總緩冷時間24h ;然后進(jìn)行鍛造，對鍛造車軸坯進(jìn)行熱處理，包括二次正火和一次回火；其生產(chǎn)工藝流程簡述為鐵水一轉(zhuǎn)爐煉鋼一 LF精煉一 VD爐真空脫氣一模鑄一初軋一緩冷一鍛造一正火一回火。
3.如權(quán)利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的制造工藝，其特征在于VD爐處理前的鋼水溫度應(yīng)大于1600°C，處理之后應(yīng)大于1500°C。
4.如權(quán)利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的制造工藝，其特征在于均熱溫度大于850。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的制造工藝，其特征在于鋼坯緩冷的入坑溫度為590 650°C，出坑溫度為260 290°C。
6.如權(quán)利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的制造工藝，其特征在于一次正火加熱溫度為860°C，加熱時間3h ;二次正火加熱溫度為860°C，加熱時間3h ;回火溫度51(T520°C，加熱時間 4h。
全文摘要
一種鐵路車輛用車軸鋼及其制造工藝，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。其鋼坯的化學(xué)成分及含量(重量百分比)應(yīng)符合C 0.50-0.60%，Si 0.20-0.50%，Mn 0.7-0.9%， P≤0.018%，S≤0.008%，Alt≥0.020%，Cr≤0.25%，Ni≤0.25%，Cu≤0.25%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。轉(zhuǎn)爐鋼水經(jīng)LF爐精煉處理后，送VD爐真空脫氣，真空度大于0.03kPa，深真空時間大于10min，處理前鋼水溫度大于1600℃，處理后大于1500℃。然后模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱后進(jìn)行初軋開坯成非定尺方坯并緩冷，均熱溫度大于850℃，緩冷入坑溫度590～650℃，出坑溫度260～290℃，總緩冷時間24h。車軸坯鍛造后，再進(jìn)行二次正火(860℃、3h)和一次回火(510~520℃、4h)處理。本發(fā)明具有鋼中氣體含量極低，力學(xué)性能優(yōu)異，適用于制造鐵路機(jī)車、貨車車軸等部件。
文檔編號C21D8/00GK102758130SQ20121026856
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者宋俊濤, 李德躍, 高志國 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司