CN105925924A - 一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法。其工艺为在制件固溶处理后，对制件进行胀形处理，在端环径向施加预应力，然后进行时效热处理。本发明通过固溶后、时效前对端环进行胀形形变，提高了端环后续时效析出动力，可加快时效析出速率，缩短时效时间，降低热处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及制件热处理技术领域，特别涉及一种高铁用端环的形变热处理方法。
背景技术
端环是高速铁路异步牵引电机转子的关键部件，由于电机功率大、转速高，转子温升高达350-400℃，要求端环具备高的室温强度和高温强度、良好的导电性能。目前端环材料主要使用高强高导Cu-Cr-Zr系合金，主要生产工艺流程为：配料→立式半连续铸造→铸锭均匀化→锻造/环轧→热处理→机加工→去应力→精加工→检验→包装入库。其中，热处理工序主要通过固溶+时效工艺实现合金性能强化。随着电气化铁路向高速、重载方向发展，牵引电机转子部件导条和端环等关键部件用铜合金材料的服役条件更加苛刻，对材料性能及稳定性提出了更高要求。传统的固溶+时效工艺对性能的提升有限，尤其对端环在高温性能改善不明显，迫切需要开发一种大幅度提高端环室温和高温性能的新型热处理工艺。
发明内容
本发明针对高铁用Cu-Cr-Zr-RE端环制品性能不能满足服役工况的问题，提供一种环形件新型形变热处理方法，实现端环制品室温和高温性能的大幅提高。
为此本发明采用的技术方案是：一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法，其工艺为在制件固溶处理后，对制件进行胀形处理，在端环径向施加预应力，然后进行时效热处理。
具体工艺参数为：对端环制件进行固溶处理，固溶温度为850-950℃，保温1-2小时，快速水冷；通过带有一定锥度的模具对固溶态端环进行胀形，径向变形量为0.5-1.5%；对胀形形变后的端环进行时效处理，时效温度为200-600℃，时效时间为1-10小时，冷却方式为炉冷。其中，时效热处理可采取阶段式加热方式。对该工艺条件下处理的端环制件进行室温和高温力学性能以及室温导电率检测。
本发明的优点是：本发明通过固溶后、时效前对端环进行胀形形变，提高了端环后续时效析出动力，可加快时效析出速率，缩短时效时间，降低热处理成本。
具体实施方式
实施例一
对规格为φ150mm /φ100mm×50mm的Cu-0.8Cr-0.31Zr-0.15RE合金端环进行形变热处理。具体工艺流程为：对端环制件进行固溶处理，固溶温度为950℃，保温1小时，快速水冷；通过带有一定锥度的模具对固溶态端环进行胀形，径向变形量为0.5%；对胀形形变后的端环进行多级时效处理，第一阶段，时效温度200℃，保温2h，第二阶段，时效温度升高至400℃，保温2h，冷却方式为炉冷。经该工艺处理的端环制件室温抗拉强度为454.3MPa，屈服强度为343MPa，延伸率为13.5%；350℃抗拉强度为320MPa、屈服强度为240MPa、延伸率为15%；室温电阻率为(2.00±0.1)μΩ•cm。
实施例二
对规格为φ150mm /φ100mm×50mm的Cu-0.8Cr-0.31Zr-0.15RE合金端环进行形变热处理。具体工艺流程为：对端环制件进行固溶处理，固溶温度为950℃，保温1小时，快速水冷；通过带有一定锥度的模具对固溶态端环进行胀形，径向变形量为0.8%；对胀形形变后的端环进行多级时效处理，第一阶段，时效温度300℃，保温2h，第二阶段，时效温度升高至450℃，保温2h，冷却方式为炉冷。经该工艺处理的端环制件室温抗拉强度为462.5MPa，屈服强度为372MPa，延伸率为14.8%；350℃抗拉强度为350MPa、屈服强度为262MPa、延伸率为16.7%；室温电阻率为(1.8±0.1)μΩ•cm。
Claims (4)
1.一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法，其特征在于，其工艺为在制件固溶处理后，对制件进行胀形处理，在端环径向施加预应力，然后进行时效热处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
1）对端环制件进行固溶处理，固溶温度为850-950℃，保温1-2小时，快速水冷；
2）对固溶态端环进行胀形，径向变形量为0.5-1.5%；
3）对胀形形变后的端环进行时效处理，时效温度为200-600℃，时效时间为1-10小时，冷却方式为炉冷。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法，其特征在于，通过带有一定锥度的模具对固溶态端环进行胀形。
4.根据权利要求1或2所述的一种提高高铁用端环性能的形变热处理方法，其特征在于，其中，时效热处理采取阶段式加热方式。
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