一種鐵路車輛用車軸鋼及其製造工藝的製作方法
2023-04-24 16:09:41 1
專利名稱：一種鐵路車輛用車軸鋼及其製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵路車輛用車軸鋼及其製造工藝，屬於材料加工技術領域。
背景技術：
車軸是鐵道車輛運行的重要部件，其質量優劣直接關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工藝技術和實物質量的提高。我國的鐵路車輛車軸從建國初期開始一直沿用前蘇聯r O c T標準。該標準規定的車軸鋼含碳量約0. 40%,由於當時的煉鋼條件和熱處理條件有限，40車軸鋼的各項技術指標都較低，車軸投入使用後，在當時載重量和運行速度都相對較低的條件下僅運行5年左右就陸續出現裂紋。有資料報導，僅從1997年至2002年7月，全國共發生因疲勞強度 低而導致車軸斷裂事故70餘起，給國家和人民財產造成巨大的損失。隨著國民經濟的迅速發展，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提速，最大單列重量已達2萬噸。原有車輛車軸及質量技術指標已不能滿足我國鐵路飛速發展的需求。為此，本專利公開了一種鐵路車輛用車軸鋼及其製造工藝。
發明內容
本發明的目的是公開一種鐵路車輛用車軸鋼及其製造工藝。其鋼坯的化學成分及重量百分比含量應符合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%，餘量為 Fe 和不可避免
的雜質。實現本發明的技術方案如下所述，預處理鐵水經轉爐冶煉後，再經LF爐精煉處理並調整成分，鋼水進一步脫氧後送VD爐真空脫氣，真空度大於0. 03kPa,深真空時間大於IOmin ;然後鋼水模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱後進行初軋開坯成非定尺方坯並緩冷，總緩冷時間24h ;然後進行鍛造，對鍛造車軸坯進行熱處理，包括二次正火和一次回火。其生產工藝流程簡述為鐵水一轉爐煉鋼一 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大於1600°C，處理之後應大於1500°C。均熱溫度大於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)。本發明的突出優點是鋼中氣體含量極低，力學性能優異，組織晶粒細小，工藝可操作性強，適用於製造鐵路機車、貨車車軸等部件。可滿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合實施例對本發明作詳細的描述。實施例I鋼水的化學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%,其餘為 Fe 和無法檢測的微量雜質。轉爐鋼水經LF爐精煉處理、調整後的成分為C 0. 53%, Si 0. 23%,Mn 0. 70%, P 0.015%，S 0. 005%, CrO. 04%, NiO. 01%, CuO. 01%, AltO. 049%，其餘為 Fe 和無法檢測的微量雜質。精煉結束後餵鋁線400mm以進一步脫氧。精煉後鋼水送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，處理之後為1557°C。鋼水模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱後進行初軋開坯並緩冷，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。將緩冷後的方坯根據使用要求鍛造成車軸坯，然後進行熱處理，包括一次正火(860°C、3h )、二次正火(860°C、3h)處理，回火(510°C、4h)。由上述工藝處理之後的車軸坯中氣體含量極低，力學性能優異，組織晶粒細小，檢測值詳見表I和表2。表I力學性能檢測值
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權利要求
1.一種鐵路車輛用車軸鋼，其特徵在於鋼坯的化學成分及重量百分比含量應符合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%,餘量為Fe和不可避免的雜質。
2.如權利要求I所述特徵的一種鐵路車輛用車軸鋼的製造工藝，其特徵在於預處理鐵水經轉爐冶煉後再經LF爐精煉處理並調整成分，鋼水進一步脫氧後送VD爐真空脫氣，真空度大於0. 03kPa，深真空時間大於lOmin，真空處理後的鋼水模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱後進行初軋開坯軋成非定尺方坯並緩冷，總緩冷時間24h ;然後進行鍛造，對鍛造車軸坯進行熱處理，包括二次正火和一次回火；其生產工藝流程簡述為鐵水一轉爐煉鋼一 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.如權利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的製造工藝，其特徵在於VD爐處理前的鋼水溫度應大於1600°C，處理之後應大於1500°C。
4.如權利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的製造工藝，其特徵在於均熱溫度大於850。。。
5.根據權利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的製造工藝，其特徵在於鋼坯緩冷的入坑溫度為590 650°C，出坑溫度為260 290°C。
6.如權利要求2所述的一種鐵路車輛用車軸鋼的製造工藝，其特徵在於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製造工藝，屬於材料加工技術領域。其鋼坯的化學成分及含量(重量百分比)應符合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%，餘量為Fe和不可避免的雜質。轉爐鋼水經LF爐精煉處理後，送VD爐真空脫氣，真空度大於0.03kPa，深真空時間大於10min，處理前鋼水溫度大於1600℃，處理後大於1500℃。然後模鑄成鋼錠，熱送均熱爐加熱後進行初軋開坯成非定尺方坯並緩冷，均熱溫度大於850℃，緩冷入坑溫度590～650℃，出坑溫度260～290℃，總緩冷時間24h。車軸坯鍛造後，再進行二次正火(860℃、3h)和一次回火(510~520℃、4h)處理。本發明具有鋼中氣體含量極低，力學性能優異，適用於製造鐵路機車、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 優先權日2012年7月31日
發明者宋俊濤, 李德躍, 高志國 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司