CN109778067A - 一种轨枕弹条的制备方法 - Google Patents
一种轨枕弹条的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109778067A CN109778067A CN201910123051.6A CN201910123051A CN109778067A CN 109778067 A CN109778067 A CN 109778067A CN 201910123051 A CN201910123051 A CN 201910123051A CN 109778067 A CN109778067 A CN 109778067A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spring
- sleeper
- permeation
- gas
- sleeper spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 title claims abstract description 54
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000003961 penetration enhancing agent Substances 0.000 claims description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- 238000012387 aerosolization Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 6
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000008204 material by function Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 16
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 16
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 14
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 9
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 5
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种轨枕弹条的制备方法,涉及金属功能材料制备技术领域。轨枕弹条成分的质量百分含量为:碳C:0.56~0.60%;硅Si:1.8~2.0%;锰Mn:0.80~1.2%;钒V:0.15~0.2%;铜Cu:<0.10%;铝Al:<0.1%;硫S:<0.015%;磷P:<0.015%;余量为铁Fe,杂质元素氧含量O<12ppm;氮含量为N<15ppm;采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材。以该弹簧钢坯材为原材料,通过中频感应加热后进行轨枕弹条成型,放入气体共渗炉中,在480~520℃的条件下进行气体氮N、碳C、氧O共渗处理,在表面获得获得3~5微米厚的化合物层和0.1~0.2毫米厚的共渗层;对气体共渗后的轨枕弹条进行锌铝涂层处理,涂覆后在300~350℃的条件下烘干0.5~1小时,涂层厚度控制在3~5微米。
Description
技术领域
本发明涉及金属功能材料制备技术领域。
背景技术
铁路轨枕弹条是铁路扣件系统中的重要组成部分,用来扣压在钢轨上面,在列车运行过程中起到固定钢轨和减震降噪的作用。轨枕弹条一般由弹簧钢制备,在热加工成型后,依次进行淬火、中温回火和表面防腐等处理工序,不但要求具有高的抗疲劳性能、同时还要具有优异的耐环境腐蚀性能。但是在实际生产过程中,淬火均采用油冷却,回火时弹条表面的油会燃烧产生大量油烟,污染环境。在进行表面防腐处理前,还需要进行表面清洗和活化处理,会产生废液等,同样会污染环境。目前,轨枕弹条的主要防腐方式为粉末渗锌镍合金+涂层复合处理,粉末渗金属不但成本较高、还会产生粉尘污染。另外,根据铁路轨枕弹条疲劳试验标准TB/T2329-2002,弹条的疲劳寿命应不低于500万次,且使用寿命一般在5-8年时间就需要更换,使用周期短大幅度增加了维护成本。
针对目前轨枕弹条生产和使用过程中存在的问题,本发明通过控制原材料的成分、改进热处理和表面处理工艺,获得了一种铁路轨枕弹条的新型制备方法,显著改善了轨枕弹条的疲劳寿命和耐环境腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨枕弹条的制备方法,它能有效地解决延长轨枕弹条疲劳寿命和增强环境腐蚀性能的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种轨枕弹条的制备方法,该轨枕弹条采用含钒元素的弹簧钢坯材制造,所述弹簧钢坯材成分的质量百分比如下:碳C:0.56~0.60%;硅Si:1.8~2.0%;锰Mn:0.80~1.2%;钒V:0.15~0.2%;铜Cu:<0.10%;铝Al:<0.1%;硫S:<0.015%;磷P:<0.015%;余量为铁Fe;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度保持在7级以上;以该弹簧钢坯材为原材料,通过中频感应加热后进行轨枕弹条拉拔成型,成型后的轨枕弹条采用气雾化的方式进行淬火处理,淬火介质为水和空气,将淬火后的轨枕弹条放入气体共渗炉中进行表面处理;在480±5℃的条件下进行氮N、碳C、氧O共渗处理2小时得到轨枕弹条基体的气体共渗化合物层和渗层;最后参照GB/T 26110-2010对气体共渗后的轨枕弹条进行锌铝涂层处理,涂覆后在300~350℃的条件下烘干1小时,涂层厚度控制在3~5微米。
所述轨枕弹条表面处理过程中采用氨气、空气和碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,所述液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,向共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升所述的液体渗剂。
所述轨枕弹条在表面具有3~5微米厚的锌铝涂层,锌铝涂层下面3~5微米厚的气体共渗化合物层,接下来是0.1~0.2毫米厚的渗层即扩散层,所述扩散层表现为压应力状态。
所述淬火介质为气雾化后的水和空气,淬火后的轨枕弹条直接在480~520℃的温度下行气体共渗处理。
所述弹条在气体共渗中的尾气经过充分燃烧处理后,主要成分为氮气N2、水蒸气H2O和少量CO2。
所述热轧后的的弹簧钢坯材含有杂质元素,其中,杂质元素氧含量O<12ppm;氮含量为N<15ppm。
与现有技术相比的优点和效果在于:
首先,以目前轨枕弹条应用最多的弹簧钢60Si2Mn为基础,在成分设计和制造工艺上进行了改进,在成分中严格控制C含量,加入了V元素,对S、P、O、N等杂质元素的含量进行了严格的限制,同时采用感应真空电炉+气体保护电渣+锻造+轧制等制备工艺,可以获得成分组织均匀、洁净度高、晶粒较细的弹簧钢材料,加入微量的V元素有利于提高回火稳定性和细化微观组织,为进一步的表面气体共渗处理奠定基础。
其次,改进热处理工艺,通过空气和水的气雾化冷却取代了淬火过程中的油冷却,在保证产品性能和质量的前提下,大幅度降低了环境污染和节约了成本。所述轨枕弹条在制备过程中无废液、固体废弃物排放,气体共渗后的尾气经过充分燃烧处理后,主要成分为氮气N2、水蒸气H2O和少量CO2,对环境无污染。
再次,在回火过程中,同时进行气体共渗处理,通过严格控制气体成分和液体渗剂的比例,不但可以改善表面的硬度、强度、耐蚀性和耐疲劳性能,还减少了回火后再次加热进行表面处理的环节,进一步降低了成本。
最后,通过气体共渗+涂层复合处理技术取代现行的粉末渗锌镍合金+涂层复合技术,可以进一步减少环境污染和大幅度提高耐环境腐蚀性能,获得了具有长疲劳寿命和高耐蚀性的新型轨枕弹条。
附图说明
图1为本发明制备期间不同阶段的金相图
其中,(a)轧制后的坯料形貌;(b)淬火后的形貌;(c)最终弹条的基体形貌。
图2为本发明制备弹条宏观形貌,其中,(a)气体共渗后形貌;(b)最终弹条形貌。
图3为本发明的工艺流程示意图
图4为本发明的弹条的表面金相形貌
具体实施方法
实施例一
一种轨枕弹条的制备方法,该轨枕弹条采用含钒元素的弹簧钢坯材制造,所述弹簧钢坯材成分的质量百分比如下:碳C:0.56%;硅Si:1.80%;锰Mn:0.80%;钒V:0.15%;铜Cu:0.05%;铝Al:0.08%;硫S:0.011%;磷P:0.012%;铁Fe:96.537%;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度为7级;以该弹簧钢坯材为原材料,通过中频感应加热后进行轨枕弹条拉拔成型,成型后的轨枕弹条采用气雾化的方式进行淬火处理,淬火介质为水和空气,淬火后的轨枕弹条放入气体共渗炉中进行表面处理;在480±5℃的条件下进行氮N、碳C、氧O共渗处理2小时得到气体共渗化合物层和渗层;最后参照GB/T 26110-2010对气体共渗后的轨枕弹条进行锌铝涂层处理,涂覆后在350℃的条件下烘干1小时,涂层厚度控制在5微米。
所述轨枕弹条表面处理过程中采用氨气、空气和主要成分为碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,该液体渗剂中的碳C、氢H、氧O三种元素各自所占的比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,向共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升的所述液体渗剂。
最后得到所述轨枕弹条在表面具有3~5微米厚的锌铝涂层,锌铝涂层下面3~5微米厚的气体共渗化合物层,接下来是0.1~0.2毫米厚的渗层即扩散层,所述扩散层表现为压应力状态。
所述淬火介质为气雾化后的水和空气,淬火后的轨枕弹条直接在回火的温度下进行气体共渗处理。
所述弹条在气体共渗中的尾气经过充分燃烧处理后,主要成分为氮气N2、水蒸气H2O和少量CO2。
所述热轧后的弹簧钢坯材含有杂质元素,其中,杂质元素氧含量O:10ppm;氮含量为N:12ppm。
实施例二
一种轨枕弹条的制备方法,该弹条所采用弹簧钢主要成分的质量百分比如下:碳C:0.58%;硅Si:2.0%;锰Mn:1.0%;钒V:0.18%;铜Cu:0.0%;铝Al:0.06%;硫S:0.010%;磷P:0.010%;铁Fe:96.16%;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度为7级,其中,杂质元素氧含量O:10ppm;氮含量为N:12ppm。以该弹簧钢坯为原材料,采用中频感应加热,加热到温度为930±10℃,进行Ⅰ型-A弹条成型,成型后温度为840±5℃,然后进行气雾化淬火,淬火后弹条的硬度为HRC58,在480℃的条件下对淬火后的弹条同时进行回火和气体共渗处理2小时,表面气体共渗处理过程中采用氨气、空气和主要成分为碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,所述液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升所述液体渗剂。共渗处理后将弹条从共渗炉中取出后气雾化冷却至室温,处理后弹条的硬度为HRC45,渗层厚度约为0.15mm,其中化合物层厚度约3微米,然后采用含锌铝涂料进行表面涂覆,涂覆后在350℃左右的温度下烘干0.5小时,然后空冷至室温,涂覆层厚度控制在5微米左右。经过处理后该弹条通过了1000万次的疲劳试验检测和800小时的中性盐雾试验检测。
实施例三
一种轨枕弹条的制备方法,该弹条所采用弹簧钢主要成分的质量百分比如下:碳C:0.60%;硅Si:2.0%;锰Mn:1.2%;钒V:0.20%;铜Cu:0.06%;铝Al:0.0%;硫S:0.010%;磷P:0.010%;铁Fe:95.92%;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度为7级,其中,杂质元素氧含量O:10ppm;氮含量为N:14ppm。以该弹簧钢坯为原材料,采用中频感应加热,加热到温度为930±10℃,进行Ⅰ型-A弹条成型,成型后温度为840±5℃,然后进行气雾化淬火,淬火后弹条的硬度为HRC60,在500℃的条件下对淬火后的弹条同时进行回火和气体共渗处理2小时,表面气体共渗处理过程中采用氨气、空气和主要成分为碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,所述液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升所述液体渗剂。气体共渗处理后,将样品从共渗炉中取出,然后通过气雾化冷却的方法冷至室温,硬度为HRC44,渗层厚度约为0.2mm,其中化合物层厚度约5微米,然后采用含锌铝涂料进行表面涂覆,涂覆后在350℃左右的温度下烘干0.5小时,然后空冷至室温,涂覆层厚度控制在4微米。经过处理后该弹条通过了1200万次的疲劳试验检测和1200小时的中性盐雾试验检测。
实施例四
一种轨枕弹条的制备方法,该弹条所采用弹簧钢主要成分的质量百分比如下:碳C:0.56%;硅Si:1.9%;锰Mn:1.0%;钒V:0.18%;铜Cu:0.09%;铝Al:0.09%;硫S:0.012%;磷P:0.0%;铁Fe:96.168%;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度为7级,其中,杂质元素氧含量O:9ppm;氮含量为N:12ppm。以该弹簧钢坯为原材料,采用中频感应加热,加热到温度为950±10℃,进行Ⅰ型-B弹条成型,成型后温度为860±5℃,然后进行气雾化淬火,淬火后弹条的硬度为HRC57,在500℃的条件下对淬火后的弹条同时进行回火和气体共渗处理2小时,表面气体共渗处理过程中采用氨气、空气和主要成分为碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,所述液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需按比例通入100毫升所述液体渗剂。气体共渗处理后,将样品从共渗炉中取出,然后通过气雾化冷却的方法冷至室温,硬度为HRC43,渗层厚度约为0.2mm,其中化合物层厚度约5微米,然后采用含锌铝涂料进行表面涂覆,涂覆后在300℃左右的温度下烘干0.5小时,然后空冷至室温,涂覆层厚度控制在5微米。经过处理后该弹条通过了1000万次的疲劳试验检测和1200小时的中性盐雾试验检测。
实施例五
一种轨枕弹条的制备方法,该弹条所采用弹簧钢主要成分的质量百分比如下:碳C:0.57%;硅Si:1.9%;锰Mn:0.9%;钒V:0.18%;铜Cu:0.09%;铝Al:0.09%;硫S:0.014%;磷P:0.011%;铁Fe:96.245%;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度为7级,其中,杂质元素氧含量O:12ppm;氮含量为N:10ppm。以该弹簧钢坯为原材料,采用中频感应加热,加热到温度为950±10℃,进行Ⅰ型-B弹条成型,成型后温度为860±5℃,然后进行气雾化淬火,淬火后弹条的硬度为HRC58,在520℃的条件下对淬火后的弹条同时进行回火和气体共渗处理1.5小时,表面气体共渗处理过程中采用氨气、空气和主要成分为碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,所述液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升所述液体渗剂。气体共渗处理后,将样品从共渗炉中取出,然后通过气雾化冷却的方法冷至室温,硬度为HRC42,渗层厚度约为0.2mm,其中化合物层厚度约5微米,然后采用含锌铝涂料进行表面涂覆,涂覆后在350℃左右的温度下烘干0.5小时,然后空冷至室温,涂覆层厚度控制在5微米。经过处理后该弹条通过了1200万次的疲劳试验检测和1600小时的中性盐雾试验检测。
实施例六
一种轨枕弹条的制备方法,该弹条所采用弹簧钢主要成分的质量百分比如下:碳C:0.60%;硅Si:2.0%;锰Mn:1.2%;钒V:0.20%;铜Cu:0.05%;铝Al:0.08%;硫S:0.0%;磷P:0.01%;铁Fe:95.86%;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度为7级,其中,杂质元素氧含量O:10ppm;氮含量为N:10ppm。以该弹簧钢坯为原材料,采用中频感应加热,加热到温度为935±10℃,进行Ⅰ型-B弹条成型,成型后温度为840±5℃,然后进行气雾化淬火,淬火后弹条的硬度为HRC60,在510℃的条件下对淬火后的弹条同时进行回火和气体共渗处理1.5小时,表面气体共渗处理过程中采用氨气、空气和主要成分为碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,所述液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升所述液体渗剂。气体共渗处理后,将样品从共渗炉中取出,然后通过气雾化冷却的方法冷至室温,硬度为HRC43,渗层厚度约为0.18mm,其中化合物层厚度约4微米,然后采用含锌铝涂料进行表面涂覆,涂覆后在350℃左右的温度下烘干0.5小时,然后空冷至室温,涂覆层厚度控制在5微米。经过处理后该弹条通过了1200万次的疲劳试验检测和1600小时的中性盐雾试验检测。
Claims (5)
1.一种轨枕弹条的制备方法,该轨枕弹条采用含钒元素的弹簧钢坯材制造,所述弹簧钢坯材成分的质量百分比如下:碳C:0.56~0.60%;硅Si:1.8~2.0%;锰Mn:0.80~1.2%;钒V:0.15~0.2%;铜Cu:<0.10%;铝Al:<0.1%;硫S:<0.015%;磷P:<0.015%;余量为铁Fe;称取上述元素累计相加为100%,采用感应真空电炉通过气体保护电渣熔炼,再热锻、热轧制成弹簧钢坯材,热轧后的弹簧钢坯材需要去除表面脱碳层和氧化皮,奥氏体晶粒度保持在7级以上;以该弹簧钢坯材为原材料,通过中频感应加热后进行轨枕弹条拉拔成型,成型后的轨枕弹条采用气雾化的方式进行淬火处理,淬火介质为水和空气,将淬火后的轨枕弹条放入气体共渗炉中进行表面处理;在480±5℃的条件下进行氮N、碳C、氧O共渗处理2小时得到轨枕弹条基体的气体共渗化合物层和渗层;最后参照GB/T26110-2010对气体共渗后的轨枕弹条进行锌铝涂层处理,涂覆后在300~350℃的条件下烘干1小时,涂层厚度控制在3~5微米。
2.根据权利要求1所述的一种轨枕弹条的制备方法,其特征在于:所述轨枕弹条表面处理过程中采用氨气、空气和碳C、氢H、氧O的液体渗剂作为原材料,液体渗剂中的碳C、氢H、氧O比例为5:14:3,氨气和空气的比例为8:1,在共渗过程中,向共渗炉中每通入1m3氨气和空气的混合气体,需通入100毫升所述的液体渗剂。
3.根据权利要求1所述的一种轨枕弹条的制备方法,其特征在于:所述轨枕弹条在表面具有3~5微米厚的锌铝涂层,锌铝涂层下面3~5微米厚的气体共渗化合物层,接下来是0.1~0.2毫米厚的渗层即扩散层,所述扩散层表现为压应力状态。
4.根据权利要求1所述的一种轨枕弹条的制备方法,其特征在于:所述淬火介质为气雾化后的水和空气,淬火后的轨枕弹条直接在480~520℃的温度下行气体共渗处理。
5.根据权利要求1所述的一种轨枕弹条的制备方法,其特征在于:所述热轧后的弹簧钢坯材含有杂质元素,其中,氧含量O<12ppm;氮含量为N<15ppm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910123051.6A CN109778067B (zh) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | 一种轨枕弹条的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910123051.6A CN109778067B (zh) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | 一种轨枕弹条的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109778067A true CN109778067A (zh) | 2019-05-21 |
CN109778067B CN109778067B (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=66504602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910123051.6A Expired - Fee Related CN109778067B (zh) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | 一种轨枕弹条的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109778067B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111621714A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-04 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种耐蚀耐延迟断裂性能优异的螺栓用圆钢及其生产方法 |
CN111763879A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-13 | 宁波浩渤工贸有限公司 | 一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法 |
CN111809034A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-23 | 四川丰元机械制造有限公司 | 一种汽车板簧制备方法 |
CN115999877A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-04-25 | 中国铁路济南局集团有限公司科学技术研究所 | 一种静电喷涂复合气体多元共渗的铁路弹条扣件处理方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS586923A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-14 | Aichi Steel Works Ltd | 耐へたり性の優れたばね用鋼の製造法 |
KR940006496B1 (ko) * | 1992-04-22 | 1994-07-21 | 대원강업 주식회사 | 저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법 |
JP2002097551A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-02 | Nippon Steel Corp | 耐水素疲労特性の優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法 |
CN101326302A (zh) * | 2005-12-08 | 2008-12-17 | Ntn株式会社 | 碳氮共渗方法、机械零件的制造方法及机械零件 |
CN101896632A (zh) * | 2007-12-13 | 2010-11-24 | 杜费里特有限责任公司 | 产生经渗氮或碳氮共渗的钢制零件的耐腐蚀表面的方法 |
CN102127732A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-07-20 | 安徽天通达克罗涂复科技有限公司 | 一种多元合金共渗剂及其制备共渗层的方法 |
CN102676779A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-09-19 | 西南交通大学 | 高速机车电机悬吊板弹簧复合热处理技术 |
CN104328338A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-04 | 武汉钢铁(集团)公司 | 小规格精轧螺纹钢筋及其生产方法 |
CN105296853A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-03 | 山东石横特钢集团有限公司 | 一种930MPa高强度精轧螺纹钢及其制备工艺 |
CN108342682A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-07-31 | 洛阳鑫益达工业设备有限公司 | 一种钢铁制件在低温下多元合金扩散防腐层的生产工艺 |
-
2019
- 2019-02-18 CN CN201910123051.6A patent/CN109778067B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS586923A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-14 | Aichi Steel Works Ltd | 耐へたり性の優れたばね用鋼の製造法 |
KR940006496B1 (ko) * | 1992-04-22 | 1994-07-21 | 대원강업 주식회사 | 저온 침탄질화에 의한 고 내구한도의 엔진 밸브 스프링의 제조방법 |
JP2002097551A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-02 | Nippon Steel Corp | 耐水素疲労特性の優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法 |
CN101326302A (zh) * | 2005-12-08 | 2008-12-17 | Ntn株式会社 | 碳氮共渗方法、机械零件的制造方法及机械零件 |
CN101896632A (zh) * | 2007-12-13 | 2010-11-24 | 杜费里特有限责任公司 | 产生经渗氮或碳氮共渗的钢制零件的耐腐蚀表面的方法 |
CN102127732A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-07-20 | 安徽天通达克罗涂复科技有限公司 | 一种多元合金共渗剂及其制备共渗层的方法 |
CN102676779A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-09-19 | 西南交通大学 | 高速机车电机悬吊板弹簧复合热处理技术 |
CN104328338A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-04 | 武汉钢铁(集团)公司 | 小规格精轧螺纹钢筋及其生产方法 |
CN105296853A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-03 | 山东石横特钢集团有限公司 | 一种930MPa高强度精轧螺纹钢及其制备工艺 |
CN108342682A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-07-31 | 洛阳鑫益达工业设备有限公司 | 一种钢铁制件在低温下多元合金扩散防腐层的生产工艺 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
崔国栋等: "回火温度对60Si2MnV1新型弹簧钢疲劳性能的影响", 《第三届钒钛微合金化高强钢开发应用技术暨第四届钒产业先进技术交流会论文集》 * |
王全振等: "磷化膜对60Si2Mn铁路弹条扣件氮碳共渗处理的影响", 《科技创新导报》 * |
陈鹏: "城市轨道交通扣件防锈处理措施的选择研究", 《工程建设与设计》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111763879A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-13 | 宁波浩渤工贸有限公司 | 一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法 |
CN111809034A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-23 | 四川丰元机械制造有限公司 | 一种汽车板簧制备方法 |
CN111809034B (zh) * | 2020-06-04 | 2022-02-01 | 四川丰元机械制造有限公司 | 一种汽车板簧制备方法 |
CN111621714A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-04 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种耐蚀耐延迟断裂性能优异的螺栓用圆钢及其生产方法 |
CN115999877A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-04-25 | 中国铁路济南局集团有限公司科学技术研究所 | 一种静电喷涂复合气体多元共渗的铁路弹条扣件处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109778067B (zh) | 2020-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109778067A (zh) | 一种轨枕弹条的制备方法 | |
CN109913737A (zh) | 高强度螺栓及其制备方法 | |
CN105925897A (zh) | 一种10-80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF及其制备方法 | |
JP2012112010A (ja) | 熱間プレス用めっき鋼板、それを用いた熱間プレス部材の製造方法および熱間プレス部材 | |
CN107075629A (zh) | 奥氏体系不锈钢板 | |
JPWO2013132816A1 (ja) | 熱間プレス用鋼板、その製造方法、およびそれを用いた熱間プレス部材の製造方法 | |
TWI579391B (zh) | Production of iron-based stainless steel for welding with Ni-containing welding consumables and its manufacturing method | |
CN105714195A (zh) | 耐大气腐蚀冷镦钢热轧盘条及其生产方法 | |
EP2915892B1 (en) | Ni-Cr-Co-BASED ALLOY HAVING HIGH-TEMPERATURE CORROSION RESISTANCE PROPERTIES, AND POPPET VALVE HAVING SURFACE MODIFIED WITH SAME | |
CN103045970A (zh) | 一种特厚临氢15CrMoR钢板及其生产方法 | |
CN105671457A (zh) | 耐硫酸腐蚀性及珐琅粘着力优异的钢板及其制造方法 | |
CN108342649A (zh) | 一种耐酸腐蚀的调质高强度压力容器用钢及生产方法 | |
JP2013253287A (ja) | 大型高強度鍛鋼品 | |
CN108136482A (zh) | 热锻造用模具、使用该热锻造模具的锻造制品的制造方法以及热锻造用模具的制造方法 | |
CN102899587A (zh) | 一种双相不锈钢及其制造方法 | |
CN109370273B (zh) | 耐蚀重载铁路用钢轨的生产方法 | |
CN116334482A (zh) | 一种添加Ce元素的无涂层抗高温氧化热冲压成形钢 | |
CN102321844A (zh) | 一种热轧耐腐蚀烘烤硬化钢及其制备方法 | |
CN111763879A (zh) | 一种高强度螺栓用平垫圈的制备方法 | |
Kong et al. | The surface and interface properties of vanadium carbide coating prepared by thermal diffusion process | |
CN115074640B (zh) | 一种氢内燃机用气门座圈及其制备方法 | |
CN114672633B (zh) | 一种利用脱碳在全奥氏体高锰钢中实现轧制退火与表面硬化同步进行的方法 | |
Renheng et al. | High-Temperature Oxidation Performance of 4Cr4Mo2NiMnSiV Hot Die Steel | |
EP2443266B1 (en) | Engine component comprising corrosion-protection layer and manufacturing method | |
CN109097773A (zh) | 一种提高釉化用钢强度的热处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200731 |