CN103725970B - 含有钛元素的机车制动电阻带的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机车制动电阻带及其制备方法，其电阻带包括的各主要成分的重量百分比含量为：铬：13.5-14.5%，铝：3.5-4.5%，钛：0.25-0.35%，碳：≤0.04%，稀土：0.05-0.10%，铁：余量。该电阻带的制备方法依次包括：真空熔炼、电渣重熔、锻打、热轧、退火热处理、酸洗、打磨修边、冷轧、气体保护退火、分条成型。本发明中的机车制动电阻带为铁素体合金，不再使用金属镍，可大幅降低生产成本。采用了钛元素，可提高电阻带的电阻均匀性，同时可降低该电阻带的电阻温度系数，进而提高了产品品质。本制备方法包括真空熔炼工序，可以使生成的电阻带中的空气充分含量较少，确保了产品的纯度。

Description

含有钛元素的机车制动电阻带的制备方法

本申请是分案申请，原申请的申请号：201110230208.9，申请日：2011-08-11，发明创造名称《机车制动电阻带及其制备方法》。

技术领域

本发明涉及合金及其制作工艺，具体是一种机车制动电阻带及其制备方法。

背景技术

在铁路干线电传动内燃机车上都采用电阻制动装置，因为机车是以柴油机为动力，经弹性联轴节与主发电机连接，发出的电经电控柜为机车轮对上牵引电机提供动力电源；牵引电机经主动齿轮传递至轮对上的从动齿轮驱动车轮列车运行，整个过程为机械能--电能--机械能的转过程。机车在制动时，因牵引电机的转子转速高于定子旋转磁场转速，牵引电机由电磁功率输入状态变成电磁功率输出状态(即:发电机状况)，将对机车起反作用力便是列车的制动力，这部分交流电经热变器整流后,直接加至制动电阻装置转换成热能，经风机吹入的冷却空气带走消耗掉。这是一个机械能--电能--热能的转化过程。

现有技术中的制动电阻装置中采用的电阻带，往往采用镍合金材料制成，成本较高。例如：目前市场上常用的牌号为N40的机车刹车制动用电阻合金，其主要组成成份及含量为：Ni：34.0-37.O％，Cr：18.0-21.0％，Si：1.0-3.0％，C≤0.10％，Mn≤1.00％，Al≤0.05％，Fe：余量，但由于镍的含量较高，导致其价格太高；还有一种牌号为310S的不锈钢板材，其主要组成成份为：Ni：19.0-22.0％，Cr：24.0-26.0％，Si：≤1.5％，C≤0.08％，Mn≤2.00％，Fe：余量，虽然其降低了Ni的使用量，但总体成本仍然较高，且电阻率只有0.95uQ·m，不适于作为机车刹车制动用电阻带。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低廉的机车制动电阻带及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机车制动电阻带，其包括的各主要成分的重量百分比含量为：铬：13.5-14.5%，铝：3.5-4.5%，钛：0.25-0.35%，碳：≤0.04%，稀土：0.05-0.10%，铁：余量。

上述机车制动电阻带的制备方法，依次包括如下工序：真空熔炼；电渣重熔；锻打；热轧；退火热处理；酸洗；打磨修边；冷轧；气体保护退火；分条成型。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）本发明中的机车制动电阻带为铁素体合金，不再使用金属镍，可大幅降低生产成本，却又能保持牌号为N40的机车刹车制动用电阻合金所具有的性能。（2）本发明的机车制动电阻带中采用了钛元素，可提高电阻带的电阻均匀性，同时可降低该电阻带的电阻温度系数，避免了温度变化对电阻带阻值的较大影响，进而提高了产品品质。此外，还添加了稀土元素，其适于使电阻带的合金化性能更好。（3）机车制动电阻带的制备方法包括真空熔炼工序，可以使生成的电阻带中的空气充分含量较少，确保了产品的纯度。

具体实施方式

实施例1

本实施例的机车制动电阻带包括的各主要成分的重量百分比含量为：铬：13.5%，铝：4.5%，钛：0.35%，碳：≤0.04%，稀土：0.05%，铁：余量。

实施例2

本实施例的机车制动电阻带包括的各主要成分的重量百分比含量为：铬：14%，铝：4.0%，钛：0.30%，碳：≤0.03%，稀土：0.07%，铁：余量。

实施例3

本实施例的机车制动电阻带包括的各主要成分的重量百分比含量为：铬：14.5%，铝：3.5%，钛：0.25%，碳：≤0.02%，稀土：0.10%，铁：余量。

实施例4

上述各实施例中的机车制动电阻带的制备方法依次包括如下工序：

真空熔炼；电渣重熔；锻打；热轧；退火热处理；酸洗；打磨修边；冷轧；气体保护退火；分条成型。

其中：真空熔炼工序采用锦州东方冶金技术研究有限公司生产的真空感应熔炼炉，型号ZG-0.5LB。熔炼温度为1500-1650℃（最佳为1580℃）；真空度≤0.13Pa。

所述气体保护退火工序包括：采用连续式气体保护光亮热处理电炉，用于电阻带的最终退火以及去应力处理，产品在经过液氨分解的（摩尔比：氢75%、氮25%）混合气体进入炉膛达到气体保护效果，整个退火炉采取前、中、后三区控温操作，产品由一区进入炉管升温，长度为3米，控温850℃；二区长度为2米，控温800℃，进行保温热处理；三区，长度为3米控温750℃，进行保温降温处理；整个生产线在5-6米/分的线速度下进行，产品经该设备热处理后，表面光亮，无氧化现象，所处理的产品一致性好。

ZG-0.5LB半连续真空感应熔炼炉主要用于各类高温合金、精密合金,铁基、镍基合金及某些有色金属及其合金在真空状态或惰性气体保护下，利用中频感应加热的原理进行熔化、冶炼、浇铸成型。该炉除具备一般真空感应电炉全部特点外，在加料仓与熔炼仓、熔炼仓与锭模仓之间用阀隔开，因此可在不破坏真空条件下进行加料（测温）、熔炼、铸锭冷却及出锭，实现半连续生产。

ZG-0.5LB半连续真空感应熔炼炉的使用温度一般取决于坩埚材料，当用氧化镁做坩埚材料时，冶炼温度最高可达到1800℃；用氧化锆做坩埚材料时可达1900℃，而当用石墨坩埚可达到2500℃，用户可根据自己熔炼的材料来选择坩埚材料种类。

ZG-0.5LB半连续真空感应电炉由电炉本体、中频熔炼电源、电气控制系统、真空系统、进电系统、倾炉机构、感应器、隔离阀、液压系统、气动系统、水冷系统组成，此外还设有工作平台等。

所述电渣重熔工序包括：

1、引弧剂与重熔电渣系的调配：用萤石与二氧化钛制备引弧剂，用CaF₂、Al₂O₃和CaO制作重熔电渣系；

2、装炉：把底盘、引弧剂、结晶器及电极安装好；

3、引弧造渣：降低电极使电极与引弧剂接触，完成引弧工作，使引弧剂熔化，加入重熔电渣系；

4、冶炼：控制电流2400-2800A，电压38-41V，使电极熔化，直到结晶器装满为止；

5、冷却：冶炼完后，重熔钢锭在结晶器中冷却30分钟后脱锭空冷；

所述锻打工序包括：

1、加热：入炉温度：≤850℃，升温时间：≥60分钟，加热温度：1180-1250℃，保温时间：≥50分钟，始锻温度：≥1150℃，终锻温度：≥950℃；

2、锻制：锻制采用二轻一重，二均匀操作法，即开始以较小的变形量进行轻击，等塑性提高后酌情重击，临近终锻温度时再轻击，变形要求均匀，避免在同一位置反复撞击，每次送进量应小于钻宽，每次送进量应大于压下量，避免产生折迭，钢锭锻打时，先锻小头，小头锻打尺寸合格，再倒过来锻制大头；

所述热轧工序包括：

入炉温度：≤850℃；

升温时间：≥50分钟；

加热温度：1180-1250℃；

保温时间：≥50分钟；

始锻温度：≥1150℃；

终锻温度：≥950℃；

所述退火热处理工序：热处理温度为780℃，保温5小时；

所述酸洗工序：用硫酸浸泡、盐酸漂洗至白色，酸洗温度50-80℃，酸洗时间20-30min。

性能测试表：

测试项目	310S	N40	例1	例2	例3	例4	例5
								电阻温度变化系数（1000℃）	1.295	1.219	1.13	1.13	1.13	1.12	1.13
伸长率	≥21	≥22	22	23	22	23	23
								电阻率	0.95	1.04	1.24	1.24	1.25	1.23	1.24
元件最高使用温度	950	1000	1200	1200	1200	1200	1200

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种机车制动电阻带的制备方法，其特征在于：

所述机车制动电阻带的各主要成分的重量百分比含量为：

铬：13.5%，

铝：4.5%，

钛：0.35%，

碳：≤0.04%，

稀土：0.05%，

铁：余量；

上述机车制动电阻带的制备方法依次包括如下工序：

真空熔炼；其中，熔炼温度为1500-1650℃，真空度≤0.13Pa；

电渣重熔；

锻打；

热轧；

退火热处理；

酸洗；

打磨修边；

冷轧；

气体保护退火；

分条成型；

其中，在所述气体保护退火中，采用连续式气体保护光亮热处理电炉，将产品在经过液氨分解的混合气体进入炉膛，以达到气体保护效果，整个退火炉采取前、中、后三区控温操作；产品由一区长度为3米，控温850℃；二区长度为2米，控温800℃，以进行保温热处理；三区长度为3米，控温750℃，以进行保温降温处理；整个生产线在5-6米/分的线速度下进行。