CN108251788A - 一种经软氮化处理的动车组制动钢背及软氮化处理方法 - Google Patents

一种经软氮化处理的动车组制动钢背及软氮化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种经软氮化处理的动车组制动钢背及软氮化处理方法，钢背由以下步骤制得：首先将铸钢钢背喷丸并清理表面、在350‑450℃的预热炉预热30‑60 min，然后将钢背放入盐浴氮化炉中在530‑590℃下进行软氮化处理，软氮化处理时间100‑150分，接着放入320‑480℃的氧化盐浴中处理30‑120min，处理完后进行水冷并清洗，再重新喷丸，清理钢背表面疏松层后，重新放入380‑480℃的氧化盐浴中处理15‑30min。本发明提供一种经软氮化处理的动车组制动钢背及软氮化处理方法，动车组制动钢背经软氮化处理，外观更加赏心悦目，在保证产品形状及尺寸精度的情况下，大幅提高了其耐磨、抗腐蚀、抗疲劳的性能，其表面硬度HV为600‑900，中性盐雾实验≥120小时，极具推广价值。

Description

一种经软氮化处理的动车组制动钢背及软氮化处理方法
技术领域
本发明属于金属表面处理领域，涉及一种经软氮化处理的动车组制动钢背及软氮化处理方法。
背景技术
钢背是动车组制动的零部件，其用途主要是用于固定摩擦材料，便于安装在刹车系统上，主要是降噪、隔热、定位和均匀传递压力的作用，常规工艺采用铸造、退火、铣平各面、加工固定孔、热处理、磨上下面等工序，所得钢背的耐磨性和减振性能够满足一般的使用要求，但是随着动车速度的提高，制动负荷越来越大，对钢背的耐磨、抗腐蚀等性能的要求越来越高。因此有必要探索一种能够进一步提高钢背的耐磨、抗腐蚀等性能又不损害钢背尺寸及结构精度的处理工艺。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种动车组制动钢背的软氮化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）采用第一次喷丸清理钢背表面油污及锈迹；
2）预热：将1）处理后的钢背在350~450℃的预热炉预热30-60 min；
3）放入装有软氮化盐的盐浴氮化炉内进行软氮化处理；所述软氮化盐含有氰酸钠40-60%，碳酸钠5-10%，碳酸钾5-10%，氢氧化钠5-15%，氯化钠5-10%，碳酸锂3-5%，硫化钾1-3％，三氯化铈1-3％；
4）放入氧化盐浴中进行第一次氧化处理；
5）处理完后进行水冷并清洗，再进行第二次喷丸，清理钢背表面疏松层；
6）重新放入上述4）中的氧化盐浴中进行第二次氧化处理。
优选的，在步骤3）中，软氮化处理为将步骤2）预热后的钢背放入温度为530-590℃的盐浴氮化炉内软氮化处理100-120 min。
优选的，在步骤4）或步骤6）中，氧化盐含有：KOH、NaOH、Na2NO3、NaNO2、K2MnO3、LI2CO3。
优选的，在步骤4）中，第一次氧化处理为将软氮化处理后的钢背放入350-450℃的氧化盐浴中处理30-120min。
优选的，在步骤6）中，第二次氧化处理为将经第二次喷丸后的钢背放入380-480℃的氧化盐浴中处理15-30min。
一种经软氮化处理的动车组制动钢背，其特征在于，钢背由球墨铸铁制成，所述钢背采用如权利要求1-6任意一项所述的处理方法进行软氮化处理。
优选的，所述球墨铸铁采用QT600-3球墨铸铁。
本发明至少包括以下有益效果：经过软氮化处理的动车组制动钢背表面致密黑亮，外观赏心悦目，在保证产品形状及尺寸精度的情况下，大幅提高了其耐磨、抗腐蚀、抗疲劳的性能，其表面硬度HV为600-900，中性盐雾实验≥120小时，极具推广价值。
附图说明
图1是本发明的实施例1金相图。
图2为本发明的实施例2金相图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
本实施例制备动车组制动钢背的方法，包括以下步骤：
1）采用喷丸方式清理钢背表面油污及锈迹；
2）预热：将1)处理后的钢背在350℃的预热炉预热50 min；
3）钢背放入盐浴氮化炉在590℃进行软氮化处理，软氮化处理时间120分；所用软氮化盐含以下成份：氰酸钠50%，碳酸钠12%，碳酸钾12%，氢氧化钠7%，氯化钠10%，碳酸锂5%；硫化钾1％，三氯化铈1％；氯化钾2％；
4）第一次氧化处理，放入390℃的氧化盐浴中处理60min，氧化处理所用氧化盐含有：KOH、NaOH、Na2NO3、NaNO2、K2MnO3、LI2CO3；
5）处理完后进行水冷并清洗；
6）再重新喷丸，清理钢背表面疏松层后；
7）第二次氧化处理，重新放入480℃的氧化盐浴中处理15min，氧化处理所用氧化盐含有：KOH、NaOH、Na2NO3、NaNO2、K2MnO3、LI2CO3；
8）进行水冷，清洗去除附着在钢背表面的盐浴成份；
9）放入250℃的空气炉中烘干；
10）检验：测试试样的金相及硬度，若符合要求则进入下一步；
11）检验：用专用量具检验产品变形情况；
12）包装入库。
本实施例中，经过软氮化处理的动车组制动钢背大幅提高了其耐磨、抗腐蚀、抗疲劳的性能。第一次氧化处理在钢背表面形成一种致密的黑色氧化膜的同时，一部分氧以间隙式形式融入化合物晶格中，使表面纯化；改善表面的抗腐蚀和耐磨性。第二次氧化处理，480℃的氧化盐浴中处理15min，降低钢背表面粗糙度，使表面变得赏心悦目的同时，可以大大提高化合物层中的氧含量，获得致密的氧化膜，从而进一步提高钢背的抗腐蚀性。QT600-3为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。
经测试，上述实施例所得的动车组制动钢背表面硬度达到HV 600-800，是基体硬度的3倍（基体硬度为HV200-280），中性盐雾实验≥120小时，是发黑的150-300倍，极具推广价值。
经检测，上述实施例所制得动车组制动钢背，其氮的渗层深度大于120μm，在表面形成厚度为12~30μm、疏松小于2级的具有抗疲劳、耐磨及抗腐蚀耐的化合物层（白量层），图1所示经实施例1处理后的动车组制动钢背基体与化合物层（白量层）复合情况良好。
实施例2：
本实施例制备动车组制动钢背的方法，包括以下步骤：
1）采用喷丸方式清理钢背表面油污及锈迹；
2）预热：将1)处理后的钢背在350℃的预热炉预热50 min；
3）钢背放入盐浴氮化炉在590℃进行软氮化处理，软氮化处理时间120分；所用软氮化盐含以下成份：氰酸钠56%，碳酸钠10%，碳酸钾9%，氢氧化钠10%，氯化钠10%，碳酸锂3%；硫化钾1％，三氯化铈1％；氯化钾1％；
4）第一次氧化处理，放入390℃的氧化盐浴中处理60min，氧化处理所用氧化盐含有：KOH、NaOH、Na2NO3、NaNO2、K2MnO3、LI2CO3；
5）处理完后进行水冷并清洗；
6）再重新喷丸，清理钢背表面疏松层后；
7）第二次氧化处理，重新放入480℃的氧化盐浴中处理15min，氧化处理所用氧化盐含有：KOH、NaOH、Na2NO3、NaNO2、K2MnO3、LI2CO3；
8）进行水冷，清洗去除附着在钢背表面的盐浴成份；
9）放入250℃的空气炉中烘干；
10）检验：测试试样的金相及硬度，若符合要求则进入下一步；
11）检验：用专用量具检验产品变形情况；
12）包装入库。
本实施例中，经过软氮化处理的动车组制动钢背大幅提高了其耐磨、抗腐蚀、抗疲劳的性能。
优选地，第一次氧化处理为将软氮化处理后的钢背放入350-450℃的氧化盐浴中处理30-120min。第一次氧化处理在钢背表面形成一种致密的黑色氧化膜的同时，一部分氧以间隙式形式融入化合物晶格中，使表面纯化；改善表面的抗腐蚀和耐磨性。
优选地，第二次氧化处理为将经第二次喷丸后的钢背放入380-480℃的氧化盐浴中处理15-30min。第二次氧化处理，480℃的氧化盐浴中处理15min，降低钢背表面粗糙度，使表面变得赏心悦目的同时，可以大大提高化合物层中的氧含量，获得致密的氧化膜，从而进一步提高钢背的抗腐蚀性。
优选地，QT600-3为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。
经测试，上述实施例所得的动车组制动钢背表面硬度达到HV 700-900，是基体硬度的3倍（基体硬度为HV200-280），中性盐雾实验≥120小时，是发黑的150-300倍，极具推广价值。
经检测，上述实施例所制得动车组制动钢背，其氮的渗层深度大于120μm，在表面形成厚度为12~30μm、疏松小于2级的具有抗疲劳、耐磨及抗腐蚀耐的化合物层（白量层），图1所示经实施例1处理后的动车组制动钢背基体与化合物层（白量层）复合情况良好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种动车组制动钢背的软氮化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）采用第一次喷丸清理钢背表面油污及锈迹；
2）预热：将1）处理后的钢背在350~450℃的预热炉预热30-60 min；
3）放入装有软氮化盐的盐浴氮化炉内进行软氮化处理；所述软氮化盐含有氰酸钠40-60%，碳酸钠5-10%，碳酸钾5-10%，氢氧化钠5-15%，氯化钠5-10%，碳酸锂3-5%，硫化钾1-3％，三氯化铈1-3％；
4）放入氧化盐浴中进行第一次氧化处理；
5）处理完后进行水冷并清洗，再进行第二次喷丸，清理钢背表面疏松层；
6）重新放入上述4）中的氧化盐浴中进行第二次氧化处理。
2.根据权利要求1所述的一种动车组制动钢背的软氮化处理方法，其特征在于，在步骤3）中，软氮化处理为将步骤2）预热后的钢背放入温度为530-590℃的盐浴氮化炉内软氮化处理100-120 min。
3.根据权利要求1所述的一种动车组制动钢背的软氮化处理方法，其特征在于，在步骤4）或步骤6）中，氧化盐含有：KOH、NaOH、Na2NO3、NaNO2、K2MnO3、LI2CO3。
4.根据权利要求1所述的一种动车组制动钢背的软氮化处理方法，其特征在于，在步骤4）中，第一次氧化处理为将软氮化处理后的钢背放入350-450℃的氧化盐浴中处理30-120min。
5.根据权利要求1所述的一种动车组制动钢背的软氮化处理方法，其特征在于，在步骤6）中，第二次氧化处理为将经第二次喷丸后的钢背放入380-480℃的氧化盐浴中处理15-30min。
6.一种经软氮化处理的动车组制动钢背，其特征在于，钢背由球墨铸铁制成，所述钢背采用如权利要求1-5任意一项所述的处理方法进行软氮化处理。
7.根据权利要求6所述的一种经软氮化处理的动车组制动钢背，其特征在于，所述球墨铸铁采用QT600-3球墨铸铁。
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