專利名稱：一種列車用缸筒的制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及高速列車所使用的吸能壓潰裝置缸簡緩沖裝置，特別是一 種缸簡的制造方法。
技術背景目前髙速列車使用的吸能壓潰緩沖裝置具有沖擊強度大，性能可靠的 特點，緩沖裝置中的關鍵部件合金鋼缸簡其重要性尤為突出。每件缸簡承受緊急制動沖擊力大于130噸，所以缸簡必須具有高強度、高韌性、高的 組織致密及材料的均勻性，在機械性能中高強度與高韌能是互相矛盾的， 其制造技術要求非常之高，主要體現在以下幾方面1、 缸簡的材料成份其合金含量低，而且各種合金含量要求非常嚴格， 在合金熔煉過程中很難控制與掌握，更無相關的技術資料做參考，全靠進 行反復的試驗來摸索和總結經驗，進行技術與工藝攻關。2、 缸簡材料的高機械性能，對影響其性能的雜質含量要求很高，如一 般的鋼材其S、 P含量只要低于0.04%就可以，而合金鋼缸簡材料的S、 P 含量要求低于0.023%與0.01%。雜質含量越低，其相關的冶煉技術要求也 就越高，工藝的復雜性就越高。3、 缸筒整體的無缺陷性要求，按照《缸簡的技術條件》調質處理后經 加工按GB/T5777《無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法》進行超聲波無損探傷檢 查，應達到等級C8級質量標準，鑄鋼產品要做到整體的無缺陷性，其技 術難度大，只有采用特殊而又穩定的離心鑄造工藝才可以達到。4、 缸簡整體組織的高致密性，而高強度與高韌性是矛盾的，通過特殊的熱處理工藝《等溫退火工藝》，解決高強度、高韌性之間的矛盾，使髙強 度、高韌性并存，按照《缸筒的技術條件》，缸簡本體材料的抗拉強度>550Mp—種列車用缸筒的制造工藝，屈服強度》365Mp—種列車用缸筒的 制造工藝，延伸率5 >25%。現有的高速列車吸能壓潰缸簡采用①95x8的無縫鋼管生產試驗，而無縫鋼管只有韌性，強度達不到要求，在列車緊急制動時缸簡不能起到緩沖作用。發明內容本發明的目的在于提供一種列車用缸簡的制造工藝。 本發明的目的是通過如下途徑實現的 l.一種列車用缸簡的制造工藝，該生產工藝按如下步驟完成 A配料生產缸筒所用的材料分別為鎳Ni、錳Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe， 按重量百分比，其他組分與工業純鐵Fe的比值分別是，鎳鐵等于 0.05~0.15: 1、錳鐵等于0.40~0.60: 1、硅鐵等于0.25~0.50: 1、銅 鐵等于0.14-0.30: 1; B熔煉根據配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內熔煉，待鎳、銅、 純鐵熔化后，鋼溫在1320 1350'C時進行第一次脫氧處理，時間3 5分鐘， 然后根據配比加入硅、錳進行第二次脫氧處理，渣料變成白色時脫氧完成， 即可排渣出爐，得鋼水6;C.離心澆注澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產品毛坯尺寸將定量鋼水6倒入坩堝包5內，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機l，轉速調至1150-1250轉， 帶動模具3繞旋轉軸2軸心旋轉，坩堝包5內的鋼水6經澆注槽4快速澆 注至模具3，待粗成品成型凝固后，關閉離心機l,卸模將粗成品撥出，并 立即作保溫處理，等緩冷至200。C以下自然堆放；D. 等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內，加溫至750'C,保持恒溫3小時，自然冷卻 至500'C，保持恒溫2小時，再加溫至600'C，保持恒溫2小時，加溫至 700°C,保持恒溫3小時，加溫至800'C，保持恒溫4小時，然后按技術要 求溫度加至84(TC，保持恒溫4小時；上述步驟結東后，關閉電源，產品 隨爐冷卻，低于200 250'C即可出爐；E. 后期處理出爐后按產品圖紙要求進行機加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。缸筒材料按重量百分比，各組分的比例為鎳0.078、硅0.310、錳0.480、 銅0.150、純鐵98.859、碳0.090、硫0.023、磷0.010。本發明采用臥式離心機傾斜式澆注法生產離心鑄造吸能壓潰缸簡，它 液體金屬澆入由離心機帶動旋轉的模具中，使液體金屬在離心力的作用下 充填模具和凝固形成的一種鑄造方法，同樣在離心力的作用下經離心機高 速運轉，內孔由定量鋼水自然形成。并且由于離心力的作用，使產品的材 料組織很致密，而且采用特殊的熱處理工藝，解決了產品的高強度與髙軔 性的矛盾，使產品的高強度與高韌性并存，在使用過程中產品能承受高速 列車緊急制動的沖擊力大于130噸，而不產生裂紋，又能起到緩沖作用， 并且囯產離心鑄造缸簡價格只有進口價的40%。
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明 圖1為本發明離心澆注裝置的結構示意圖。
具體實施方式
本發明按如下步驟完成 實施例一A. 配料按重量百分比，生產缸簡所用的材料中各組分比值分別為鎳Ni、硅 Si、錳Mn、銅Cu、純鐵Fe、碳C、硫S、磷P。每件重量計算 計算公式JIxL(R2-r2)r=3.14x256(512-38.52)7.8=3.14x0.256x0.001119x7.8=7.016 每件重量7.016kg。配料裝爐熔煉按產品毛坯重量7.016kg/件，20件每爐計算合計 140.32kg，加3%的冶煉損耗，計144.53kg,分別為M0.12kg、 Mn0.71kg、 Si0.46kg、 Cu0,23kg、 Fel47.35kg。由于上述原料在同程度含有碳、硫、磷 三種元素，故無需額外添加上述三種，經計算可得，上述材料中含碳0.130 公斤、硫0.033公斤、磷0.014公斤。B. 熔煉根據配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內熔煉，待鎳、銅、 純鐵熔化后，鋼溫在1320 135(TC時進行第一次脫氧處理，時間3 5分鐘， 然后根據配比加入硅、錳進行第二次脫氧處理，渣料變成白色時脫氧完^，即可排渣出爐，得鋼水。c.離心燒注如圖1所示，澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產品毛坯尺寸將定量 鋼水6倒入坩堝包5內，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機l，轉速調至 U50 1250轉，帶動模具3繞旋轉軸2軸心旋轉，坩堝包5內的鋼水6經 澆注槽4快速澆注至模具3，待粗成品成型凝固后，關閉離心機l,卸模將 粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至200'C以下自然堆放。D. 等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內，加溫至750'C，保溫3小時，自然冷卻至500 °C，保溫2小時，再加溫至60(TC，保溫2小時，加溫至70(TC，保溫3 小時，加溫至800'C，保溫4小時，然后按技術要求溫度加至840X:，保溫 4小時。上述步驟結東后，關閉電源，產品隨爐冷卻，低于200 250。C即可 出爐。注等溫退火處理，是改變材料組織結構，使材料的機械性能相互存 在矛盾得到解決的一種特殊的熱處理方法。溫度控制由電爐控制柜溫度控 制儀自動控制。E. 后期處理出爐后按產品圖紙要求進行機加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。實施例二A配料按重量百分比，生產缸筒所用的材料中各組分比值分別為鎳Ni、錳 Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe，按重量百分比，其他組分與工業純鐵Fe的比值分別是，鎳鐵等于0.08: 1、錳鐵等于0.50: 1、硅鐵等于0.40: 1、銅鐵等于0.30: 1; B熔煉根據配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內熔煉，待鎳、銅、 純鐵熔化后，鋼溫在1320 1350'C時進行第一次脫氧處理，時間3 5分鐘，然后根據配比加入硅、錳進行第二次脫氧處理，渣料變成白色時脫氧完成， 即可排渣出爐，得鋼水。C. 離心澆注如圖1所示，澆注20分鐘前將坩堝包5烤紅，按產品毛坯尺寸將定量 鋼水6倒入坩堝包5內，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機l,轉速調至 1150-1250轉，帶動模具3繞旋轉軸2軸心旋轉，坩堝包5內的鋼水6經 澆注槽4快速澆注至模具3，待粗成品成型凝固后，關閉離心機l，卸模將 粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至20(TC以下自然堆放。D. 等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內，加溫至75(TC，保持恒溫3小時，自然冷卻 至50(TC，保持恒溫2小時，再加溫至600X:,保持恒溫2小時，加溫至 700°C,保持恒溫3小時，加溫至800'C，保持恒溫4小時，然后按技術要 求溫度加至840。C，保持恒溫4小時；上述步驟結東后，關閉電源，產品 隨爐冷卻，低于200 250'C即可出爐；E. 后期處理出爐后按產品圖紙要求進行機加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。
權利要求
1. 一種列車用缸筒的制造工藝，其特征在于該生產工藝按如下步驟完成A配料生產缸筒所用的材料分別為鎳Ni、錳Mn、硅Si、銅Cu、純鐵Fe，按重量百分比，其他組分與工業純鐵Fe的比值分別是，鎳∶鐵等于0.05～0.15∶1、錳∶鐵等于0.40～0.60∶1、硅∶鐵等于0.25～0.50∶1、銅∶鐵等于0.14～0.30∶1；B熔煉根據配比先將材料中的鎳、銅、純鐵加入到中頻爐內熔煉，待鎳、銅、純鐵熔化后，鋼溫在1320～1350℃時進行第一次脫氧處理，時間3～5分鐘，然后根據配比加入硅、錳進行第二次脫氧處理，渣料變成白色時脫氧完成，即可排渣出爐，得鋼水[6]；C.離心澆注澆注20分鐘前將坩堝包[5]烤紅，按產品毛坯尺寸將定量鋼水[6]倒入坩堝包[5]內，最后加入排渣劑草灰，開啟離心機[1]，轉速調至1150～1250轉，帶動模具[3]繞旋轉軸[2]軸心旋轉，坩堝包[5]內的鋼水[6]經澆注槽[4]快速澆注至模具[3]，待粗成品成型凝固后，關閉離心機[1]，卸模將粗成品撥出，并立即作保溫處理，等緩冷至200℃以下自然堆放；D.等溫退火處理將粗成品裝入加熱爐內，加溫至750℃，保持恒溫3小時，自然冷卻至500℃，保持恒溫2小時，再加溫至600℃，保持恒溫2小時，加溫至700℃，保持恒溫3小時，加溫至800℃，保持恒溫4小時，然后按技術要求溫度加至840℃，保持恒溫4小時；上述步驟結束后，關閉電源，產品隨爐冷卻，低于200～250℃即可出爐；E.后期處理出爐后按產品圖紙要求進行機加工，淬火約表面磨削處理后即成成品。
2.如權利要求1所述的列車用缸簡的制造工藝，其特征在于缸簡材 料按重量百分比，各組分的比例為鎳0.078、硅0.310、錳0.480、銅0.150、 純鐵98.859、碳0.090、硫0.023、嫌0.010。
全文摘要
本發明涉及一種列車用缸筒的制造工藝。本發明通過配料、熔煉、離心澆注、等溫退火處理、后期處理五個過程生產離心鑄造吸能壓潰缸筒，它液體金屬澆入由離心機帶動旋轉的模具中，使液體金屬在離心力的作用下充填模具和凝固形成的一種鑄造方法，同樣在離心力的作用下經離心機高速運轉，內孔由定量鋼水自然形成。并且由于離心力的作用，使產品的材料組織很致密，而且采用特殊的熱處理工藝，解決了產品的高強度與高韌性的矛盾，使產品的高強度與高韌性并存，在使用過程中產品能承受高速列車緊急制動的沖擊力大于130噸，而不產生裂紋，又能起到緩沖作用，并且國產離心鑄造缸筒價格只有進口價的40％。
文檔編號B22D13/02GK101229578SQ20071003431
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月25日 優先權日2007年1月25日
發明者向昌武, 建 趙 申請人:湘潭高耐合金制造有限公司