[发明专利]一种轴装制动盘的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速列车所使用的制动装置，特别是一种轴装制动盘的制造方法。

背景技术

目前，高速列车所使用的制动装置要求具有制动功率大，性能可靠，热疲劳性能好、磨擦性能好的特点，制动装置中的关键部件合金钢轴装制动盘其重要性尤为突出，由于制动盘必须具有高强度、耐高温、高的组织致密性及良好的磨擦磨耗性能，其技术要求非常之高，主要体现在以下几方面：

1、钢盘的材料成分复杂，合金较多，且各种合金的含量要求非常严格，在合金熔炼过程中很难控制与掌握，更无相关的技术资料做参考，全靠进行反复的试验来摸索和总结经验，进行技术与工艺攻关。

2、钢盘材料的高机械性能，对影响其性能的杂质含量要求很低，如一般的钢材其S、P含量只要低于0.04％就可以，而合金钢轴装制动盘材料的S、P含量要求低于0.020％与0.025％。杂质含量越低，其相关的冶炼技术要求也就越高，工艺的复杂性就越高。

3、钢盘整体的无缺陷性要求，按照《JZP01型轴装制动盘的技术条件》，调质处理后的产品按GB7233《铸钢件超声探伤及质量评级标准》进行超声波无损探伤检查，应达到一级质量标准，铸钢产品要做到整体的无缺陷性，其技术难度很大，只有采用特殊而又稳定的铸造工艺才可达到。

4、钢盘整体组织的高致密性与特殊的热处理工艺要求，按照《JPZ01型轴装制动盘的技术条件》，钢盘本体材料的抗拉强度≥1200Mpa，而延伸率≥12％、断面收缩率≥25％，既要求有高的强度，同时也要求有良好的塑性，而高强度与良好的塑性是矛盾的，对铸钢来说这一矛盾更加突出。怎么做到高强度与良好的并且塑性是矛盾的，对铸钢来说这一矛盾更加突出。怎么做到高强度与良好的塑性相结合是研制合金钢轴装制动盘的技术难题之一，也是该项目的研制的瓶颈。

5、钢盘良好的高温机械性能及耐热疲劳性能，机车或动车在进行紧急制动时，巨大的制动能通过合金钢轴装制动盘与粉末冶金闸片磨擦副的强力磨擦而转换成热能绝大部分被合金钢轴装制动盘吸收，钢盘的温度急剧升高，根据合金钢轴装制动盘与粉末冶金闸片磨擦副的1∶1磨擦磨耗台架性能试验结果，当紧急制动初速度在200km/h以上时，制动盘的表面最高温度在300℃以上，因此，钢盘应具有良好的高温机械性能及耐热疲劳性能，按照《JZP01型轴装制动盘的技术条件》规定，钢盘应进行高温机械性能试验。

6、机械加工方面的技术问题，合金钢轴装制动盘在热处理后具有高的强度与较高的硬度，且产品的技术要求、形位公差、表面粗糙度等都有较高要求，因特殊热处理工艺的关系，热处理的周期较长，容易产生变形，要求有足够的精加工余量，机械加工非常困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴装制动盘的制造方法。

本发明的目的是通过如下途径实现的，轴装制动盘的制造方法其工艺步骤如下：

A配料

生产轴装制动盘所用材料由铬Cr、锰Mn、钼Mo、硅Si、镍Ni、铜Cu、碳C、硫S、磷P及工业纯铁Fe组成；按重量百分比，其它组分与工业纯铁Fe的比值分别为：铬Cr是0.01042～0.01354∶1、锰Mn是0.00521～0.01042∶1、钼Mo是0.00521～0.00729∶1、硅Si是0.00313～0.00625∶1、镍Ni是0.00937～0.01354∶1、铜Cu是0.00104～0.00208∶1、碳C是0.00156～0.00261∶1、硫S是0.00021～0.00026∶1、磷P是0.00026～0.00035∶1；

B熔炼

按上述配比，先将工业纯铁装入到中频炉内熔炼，待工业纯铁熔化后，在钢温1540℃～1560℃时进行第一次脱氧处理，时间2～3分钟；然后加入铜、铬、镍、钼元素，进行第二次脱氧处理，时间3～5分钟；再加入锰、硅进行第三次脱氧处理，渣料变成白色时脱氧完成，即可排渣出炉，得钢水；

C浇注

浇注前30分钟将镁砂包烤红，然后将定量钢水倒入镁砂包6内，再加入排渣剂草灰；开启离心机1带动模具4绕旋转轴2轴心旋转，镁砂包6内的钢水3经浇注槽5快速浇注至模具4内，等粗成品成型凝固后，关闭离心机1，卸模后将粗成品吊出，并立即保温，等缓冷至200℃以下自然堆放；

D退火处理

将粗成品吊入电阻加热炉内，加温至920℃～960℃，到温后保温3小时，然后随炉冷却低于180℃～200℃即可出炉；

E后期处理

出炉后按产品图纸进行机加工，淬火约表面磨削处理后即成成品。