CN109097668B - 一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺，包括：配制合金液，浇注，待自然冷却至1100‑1200℃，保温10‑40min，再以2‑8℃/min的速率降温至200‑300℃，随后自然冷却至室温。通过在合金液冷却成型过程中增加特定的温度控制工序，获得了具有极佳力学性能的铁垫板产品。整个工艺不再需要对铸件进行二次热处理，节约了工序和成本，提升了生产效率。

Description

一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺
技术领域
本发明属于机械铸造技术领域，具体涉及一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺。
背景技术
用于扣件的铁垫板是高铁轨道减震系统的重要组成部分，其铸造工艺通常包括合金液浇注、冷却成型、和后加工。除改进合金配方之外，优化制造工艺是提高铁垫板性能的一项重要手段。例如，CN104294143A公开了一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法，在改进元素配方的同时，增加了对铸件的热处理工序，使得产品在抗拉强度、屈服强度等方面都有明显提升。但是，该类热处理工序是以冷却成型后的铸件为对象，即在合金液冷却成型后，对铸件进行二次热处理，增加了整体生产工艺的复杂度，导致成本上升，生产效率降低。随着高铁技术的发展，对铁垫板的技术创新和性能提升存在持续需求。
发明内容
本发明的目的主要在于提供一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺。在发明人前期研发成果即CN104294143A公开内容的基础上，发明人对铁垫板制造工艺特别是合金液浇注后的冷却成型环节作了改进，同时省却了铸件的热处理步骤，制得的产品在抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度等方面表现出了相当乃至更佳的性能。相比而言，本发明不需要对铸件进行二次热处理，整体生产工艺简单，效率更高，成本更低。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺，包括以下步骤：
(1)配制合金液，以质量百分比计，控制其化学成分为：C 2.4-3.8，Si 1.7-2.6，Cr1.2-3.0，Nb 0.8-2.2，Mn≤0.4，P+S≤0.05，Mg 0.03-0.06，Re 0.02-0.04，Fe余量；
(2)向模具中浇注合金液，浇注温度为1440-1480℃；
(3)待自然冷却至1100-1200℃，保温10-40min，再以2-8℃/min的速率降温至200-300℃，随后自然冷却至室温。
上述制造工艺中，步骤(1)中合金液的配制以及步骤(2)中的浇注均为本领域的常规工艺，对本领域技术人员而言属于普通技术知识。合金液的配制通常包括将原料熔融共混。配制过程中，可采用例如直读式光谱分析仪等设备检测合金液的元素组成。优选地，合金液的化学成分为(以质量百分比计)：C 2.6-3.3，Si 1.8-2.2，Cr 1.6-2.4，Nb 1.0-1.7，Mn≤0.4，P+S≤0.05，Mg 0.03-0.06，Re 0.02-0.04，Fe余量。浇注工序中，适用的模具可以是铁垫板铸造领域通常使用的那些，如砂型，这对本领域技术人员而言是容易确定的。为提高生产效率，本发明的制造工艺可辅以分型造型线(如DISA2013LP自动化垂直分型造型线)进行造型和铸造。
如背景技术中所述，高铁扣件用铁垫板的常规制造工艺对合金液浇注后的温度控制并没有特殊要求，以自然冷却为主。CN104294143A公开的制备方法中，热处理是以冷却成型后的铸件为对象。而与此不同，本发明在合金液浇注后的冷却成型过程中增加了特定的温度控制步骤，使合金液在冷却凝固过程中构件微观结构得到优化，从而为力学性能带来有利影响。技术实践表明，合金液冷却成型过程中的温度控制对成品力学性能有明显影响。优选地，步骤(3)中，合金液浇注后，待自然冷却至1100-1200℃，保温20-30min，再以4-6℃/min的速率降温至250℃左右，随后自然冷却至室温。
为保证铁垫板的尺寸精度和后续应用要求，在步骤(3)后，可采用常规后处理工艺对铸件进行加工处理。这对于本领域技术人员而言是容易获知的常规技术手段。
本发明的制造工艺适用于各类型号的高铁扣件用铁垫板，特别适用于WJ-7和WJ-8型扣件中铁垫板的制造。因此，本发明的目的还在于提供经由上述制造工艺制得的高铁扣件用铁垫板。
本发明的技术贡献主要在于：通过在合金液冷却成型过程中增加特定的温度控制工序，获得了具有极佳力学性能的铁垫板产品。整个工艺不再需要对铸件进行二次热处理，节约了工序和成本，提升了生产效率。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。
制备实施例
以制备WJ-7型扣件用铁垫板为例。在实施本发明的过程中，使用中频GW3T-2500KW电炉熔炼合金原料，意大利GNR直读式光谱分析仪检测合金溶液元素组成。
具体制备流程如下：
参照表1中所示组成配方配制合金液，然后在合金液温度为1450-1460℃时将其浇注入砂型，再按照表2中所示参数控制冷却进程，形成铸件，随后经后处理得到规定尺寸的铁垫板。
表1
表2
性能表征
参照GB/T 1348-2009，对实施例1和2制备得到的铁垫板的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度等力学性能进行了性能检测。
测试结果如表3中所示。
表3
从表3可以看出，通常本发明制造工艺获得的铁垫板产品在抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度等方面表现出了非常优异的性能，与CN104294143A中记载的产品性能相当。但是本发明不需要对铸件进行二次热处理，能够有效降低工艺复杂性和成本，提高生产效率，更有利于实际生产需求。

Claims (2)

1.一种高铁扣件用铁垫板的制造工艺，包括以下步骤：
(1)配制合金液，以质量百分比计，控制其化学成分为：C 2.6-3.3，Si 1.8-2.2，Cr1.6-2.4，Nb 1.0-1.7，Mn≤0.4，P+S≤0.05，Mg 0.03-0.06，Re 0.02-0.04，Fe余量；
(2)向模具中浇注合金液，浇注温度为1440-1480℃；
(3)待自然冷却至1100-1200℃，保温20-30min，再以4-6℃/min的速率降温至250℃，随后自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的高铁扣件用铁垫板的制造工艺，其特征在于：所述扣件是WJ-7或WJ-8型扣件。
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CN85102110A (zh) * 1985-04-03 1986-08-06 铁道部大连机车车辆工厂 具有奥氏体-贝氏体的球墨铸铁和制造方法
CN102319871A (zh) * 2011-09-15 2012-01-18 王惠臣 消失模铸造高铬铸铁余热处理制备方法
CN103146991A (zh) * 2013-03-15 2013-06-12 马鞍山市华威冶金机械有限公司 一种生产混凝土搅拌机耐磨配件的工艺方法
CN104294143A (zh) * 2014-12-02 2015-01-21 江苏金洋机械有限公司 一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法

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