制動梁制備方法與流程

本發明涉及鐵路車輛制造技術，尤其涉及一種制動梁制備方法。
背景技術：
：制動梁是鐵路車輛裝備基礎制動系統的關鍵部件之一，其良好地性能是保證車輛制動穩定性的必要條件。制動梁的強度是保證制動力穩定施加的重要指標，其韌、塑性是保證制動梁不發生脆性瞬斷的關鍵性能。在現有技術匯總，制動梁的生產工藝采用q460e型鋼，軋制成異型鋼，然后經燃氣式加熱爐加熱、切分、拉伸、整形后回火，以保證其性能指標符合要求。其中，熱處理工藝采用鍛造余熱，進行正火，在整形后將制動梁架放在架子上利用風機進行強制風冷，之后進行回火處理，使制動梁的性能滿足表2制動梁性能指標要求。表1q460e化學成分(質量分數，％)csimnpsnbv≤0.20≤0.50≤1.70≤0.025≤0.02≤0.07≤0.200tinicraltcumofe≤0.20≤0.80≤0.30≤0.015≤0.55≤0.20余量表2制動梁性能指標要求項目屈服強度mpa抗拉強度mpa斷后伸長率％沖擊功(-40℃,akv)j指標4205501727但是，制動梁外形尺寸復雜，現有的風冷和回火工序經常導致制動梁的外形尺寸發生較大、隨機變化，使制動梁的尺寸合格率大幅下降；若為提高尺寸合格率，取消風冷和回火工序，又會導致制動梁的力學性能嚴重下降，尤其是強度和沖擊功無法滿足制動梁性能指標要求。技術實現要素：本發明提供一種制動梁制備方法，以解決現有技術中風冷和回火工序導致制動梁尺寸合格率下降；若為提高尺寸合格率，取消風冷和回火工序，又會導致制動梁的力學性能嚴重下降，無法滿足指標要求的技術問題。本發明提供一種制動梁制備方法，包括下列步驟：s1，制作形成制動梁型鋼；s2，對制動梁型鋼加熱至第一預設溫度、并在第一預設溫度保持第一預設時間，其中第一預設溫度小于或等于制動梁型鋼材質的相變溫度；s3，進一步將制動梁型鋼加熱至第二預設溫度、并在第二預設溫度保持第二預設時間，其中第二預設溫度小于或等于制動梁型鋼材質的魏氏體組織出現溫度；s4，對制動梁型鋼進行鍛造加工形成制動梁；s5，將制動梁放入冷卻箱中以小于或等于0.25℃/s的速度冷卻到280℃-320℃后移出，在室溫下冷卻至常溫。如上所述的制動梁制備方法，步驟s2具體為：利用中頻感應加熱設備對制動梁型鋼以第一頻率進行加熱，使制動梁型鋼表面和心部均達到第一預設溫度。如上所述的制動梁制備方法，步驟s3具體為：利用中頻感應加熱設備對制動梁型鋼以第二頻率進行加熱，使制動梁型鋼達到第二預設溫度；如上所述的制動梁制備方法，第一頻率為1khz-4khz，第一預設時間為100s-120s，使制動梁型鋼表面和心部的溫度達到第一預設溫度730℃-770℃。如上所述的制動梁制備方法，第二頻率為10khz-20khz，第二預設時間為20s-40s，使制動梁型鋼的溫度達到第二預設溫度960℃-1000℃。如上所述的制動梁制備方法，步驟s5具體為：在制動梁溫度大于或等于600℃時，將制動梁放入冷卻箱中冷卻。本發明還提供一種用于如上所述的制動梁制備方法的冷卻箱，包括箱體和導軌，箱體包括頂壁和與頂壁連接的多個側壁，頂壁和多個側壁共同圍成半封閉容納空間，其中兩個相對的側壁底部設置有凹槽，凹槽用于與導軌配合，以使得冷卻箱沿導軌移動，以將制動梁冷卻架包覆于半封閉容納空間內。如上所述的冷卻箱，頂壁和多個側壁的內側均設置有保溫層。本發明提供的制動梁制備方法，通過中頻感應加熱設備對制動梁進行第一頻率加熱和第二頻率加熱，鍛造形成制動梁后先在冷卻箱中進行冷卻再移到室溫下冷卻至常溫，實現了在無風冷和回火工序的情況下既可以滿足制動梁性能指標要求，又保證了制動梁的尺寸合格率，回火工序的取消和加熱時間的縮短有效控制制動梁的制備時間，提高了制動梁的制備效率。本發明還提供一種冷卻箱，用于制動梁的冷卻，與原來的風冷相比降低了冷卻速度，保證制動梁的沖擊性能。附圖說明圖1為本發明制動梁制備方法一實施例的制動梁制備流程圖；圖2為本發明冷卻箱結構示意圖。附圖標記說明：1：箱體；2：制動梁冷卻架；3：導軌；4：地面：11：頂壁；12：第一側壁；13：第二側壁14：第三側壁；15：凹槽；21：空格。具體實施方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明，應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，本發明不局限于下述的具體實施方式。圖1為本發明制動梁制備方法一實施例的制動梁制備流程圖，如圖1所示，本發明制動梁的制備方法可以包括：s1，制作形成制動梁型鋼；s2，對制動梁型鋼加熱至第一預設溫度、并在第一預設溫度保持第一預設時間，其中第一預設溫度小于或等于制動梁型鋼材質的相變溫度；s3，進一步將制動梁型鋼加熱至第二預設溫度、并在第二預設溫度保持第二預設時間，其中第二預設溫度小于或等于制動梁型鋼材質的魏氏體組織出現溫度；s4，對制動梁型鋼進行鍛造加工形成制動梁；s5，將制動梁放入冷卻箱中以小于或等于0.25℃/s的速度冷卻到280℃-320℃后移出，在室溫下冷卻至常溫。具體地，步驟s1制作形成制動梁型鋼的方法可以采用壓延加工法，也可以機加工，本發明對此不作具體限制。制動梁所用的鋼材可以采用低合金高強度鋼q460e。在對制動梁型鋼進行加熱至第一預設溫度并在第一預設溫度保持第一預設時間的過程中使制動梁型鋼的表面和心部均達到第一預設溫度。其中第一預設溫度在制動梁型鋼所用材料的相變溫度以下。且優選地，步驟s2可以具體為：利用中頻感應加熱設備對制動梁型鋼進行第一頻率加熱，使制動梁型鋼表面和心部達到一小于或等于制動梁型鋼材質相變溫度850℃的第一預設溫度。第一頻率為1khz-4khz，功率輸出85％，使制動梁型鋼整體的溫度(表面和心部)達到第一預設溫度730℃-770℃，即第一次加熱采用的是慢速長時間加熱方式。完成步驟s2后，制動梁型鋼的整體已經處于第一預設溫度以上，此時可以進一步實施步驟s3，即對制動梁型鋼繼續進行加熱至第二預設溫度并在第二預設溫度保持第二預設時間，其中第二預設溫度小于或等于制動梁型鋼材質的魏氏體組織出現的溫度，避免產生粗大晶粒的魏氏體組織，以提高制動梁的機械性能，特別是提高制動梁的沖擊性能。其中，步驟s3優選采用快速加熱，具體可以為：利用所述中頻感應加熱設備對制動梁型鋼進行第二頻率加熱，使制動梁型鋼達到一小于或等于第二預設溫度。中頻感應加熱設備的頻率，例如可以是1khz-20khz，中頻感應加熱設備的總功率，例如可以是450kw。第二預設溫度可以為960℃-1000℃，并可以根據第二預設溫度值選擇適當的第二預設時間以避免產生魏氏體，從而避免制動梁的沖擊性能受到影響。經步驟s3的第二次加熱后，可再對制動梁型鋼進行鍛造加工形成制動梁。具體地，對加熱后的制動梁型鋼進行切分、拉伸、壓彎和整形制成預設尺寸的制動梁。在進行切分、拉伸、壓彎和整形的過程中，加熱的制動梁在空氣中自然冷卻即在鍛造工位上進行正火，去除材料的部分內應力，增加材料的硬度，使晶粒細化。當經機械加工形成制動梁后，便可將制動梁放入冷卻箱中以小于或等于0.25℃/s的速度冷卻到280℃-320℃后移出，在室溫下冷卻至常溫。在冷卻箱中冷卻，去除鍛造過程中的殘余應力，保證制動梁的外形尺寸，保證制動梁的力學性能指標，特別是保證制動梁的沖擊功。在冷卻箱中冷卻至280℃-320℃后，制動梁的尺寸、組織性能已成型，移出冷卻箱在室溫下繼續冷卻至常溫，提高了冷卻箱的利用效率，加快了生產速度。本實施例制動梁的制備方法，對制動梁型鋼進行兩段式加熱處理，第一段利用中頻感應加熱設備以1khz-4khz的頻率加熱100s-120s使制動梁型鋼表面和心部均達到730℃-770℃；第二段利用中頻感應加熱設備以10khz-20khz的頻率加熱20s-40s使制動梁型鋼的溫度達到第二預設溫度960℃-1000℃，避免產生不利的金相組織，且后續進行鍛造形成制動梁并利用鍛造余熱正火，再將制動梁放在冷卻箱中冷卻，冷卻到280℃-320℃移出，在室溫下冷卻至常溫，使制動梁不進行無風冷和回火處理又進一步避免晶粒粗大組織的出現，保證制動梁的沖擊性能；最終實現了對制動梁尺寸的控制，使得加工出的制動梁既可以滿足制動梁性能指標要求，又保證了制動梁的尺寸合格率，此外還提高了制動梁的制備效率。進一步地，上述步驟s5具體可以為：在制動梁溫度大于或等于600℃時，將制動梁放入冷卻箱中冷卻，有效保證制動梁的沖擊性能。前述實施例中，第一頻率加熱和第二頻率加熱為單根節拍式生產，保證每根制動梁具有一致的加熱和冷卻條件，避免爐式加熱先出爐和后出爐的制動梁型鋼加熱保溫時間不一致的問題，有效保證制動梁產品的一致性。本發明另一實施例還提供一種用于如上任一實施例所述的制動梁制備方法的冷卻箱。圖2為本發明冷卻箱結構示意圖。如圖2所示，冷卻箱包括箱體1和導軌3，箱體1包括頂壁11和與頂壁11連接的第一側壁12、第二側壁13以及第三側壁14，頂壁11和第一側壁12、第二側壁13以及第三側壁14共同圍成半封閉容納空間，其中兩個相對的第一側壁12和第二側壁13的底部設置有凹槽15，凹槽15用于與導軌3配合，以使得冷卻箱1沿導軌3移動，以將制動梁冷卻架2包覆于半封閉容納空間內。鍛造后的制動梁放置在制動梁冷卻架2的空格21內，移動冷卻箱1，使裝有制動梁的制動梁冷卻架容納于冷卻箱1半封閉容納空間內，頂壁11、第一側壁12、第二側壁13以及第三側壁14均設置有保溫層，使制動梁以低于風冷冷速的冷卻速度緩慢冷卻，保證制動梁的沖擊性能。具體地，冷卻箱頂壁及側壁是金屬板，可以是鋼，還可以是鐵，本發明對此不作具體限制。保溫層可以是耐高溫的硅酸鈣管殼，還可以是耐高溫的陶瓷纖維，以起到良好的保溫作用，同時還能耐高溫，不會在高溫環境下發生明顯質變。經過發明人實驗發現，按照gb/t1591-2008低合金高強度鋼的元素含量標準選定元素含量不同的鋼材，采用本發明制動梁的制備方法進行制動梁的加工制造，能夠滿足制動梁的性能指標要求。采用現有技術中對制動梁進行風冷和回火工序，制動梁外形尺寸發生較大變化，尺寸合格率只有70％，而采用本發明制動梁的制備方法形成的制動梁尺寸合格率至少能夠達到96％。最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。當前第1頁12