[发明专利]一种钢坯制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢坯制造方法，尤其涉及一种适于制造AARM101-2009F级车轴的钢坯的制造方法。

背景技术

车轴作为影响铁道车辆行车安全的重要部件，在国内外均受到高度的重视，并都制定了相应的专用标准。对于铁道车辆货车类F级车轴加工，国内应用的是TB/T2945-1999《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》标准，该标准规定了F级车轴及其加工所用钢坯的生产标准和检验标准；而在世界大部分地区尤其是北美及澳大利亚等地区应用的是北美铁道行业协会制定的AARM101-2009《经热处理后碳素钢车轴规范》标准，该标准规定了F级车轴的检验标准和生产标准，但对其加工所用的钢坯的检验标准和生产标准没有作出详细规定。

钢坯的质量是决定后续能否生产出符合车轴检验标准的车轴的关键，在AARM101-2009《经热处理后碳素钢车轴规范》标准没有对钢坯检验标准进行规定的情况下，国内大部分车轴制造厂仍沿用了TB/T2945-1999《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》规定的钢坯检验标准。

国内使用的TB/T2945-1999《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》标准在1999年制定时，在关于F级车轴及钢坯的生产和检验标准上等同于AARM101-1999《经热处理后碳素钢车轴规范》标准所规定的F级车轴及钢坯的生产和检验标准，但随AARM101-1999《经热处理后碳素钢车轴规范》标准在2004、2005、2007、2009年的不断修订，在其车轴检验标准中所规定的车轴的机械性能检测指标上都超越了TB/T2945-1999《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》标准对车轴的机械性能检测指标的要求，在车轴检验标准升高的基础上，仍沿用旧的钢坯检验标准来生产和选择钢坯，势必会影响按照AARM101-2009《经热处理后碳素钢车轴规范》标准所规定的车轴生产方法制造F级车轴的质量。实践证明，目前生产出的车轴大量不符合AARM101-2009《经热处理后碳素钢车轴规范》标准所规定的F级车轴检验标准，不能满足国际客户对F级车轴的质量要求。因此，确定作为F级车轴加工原料的钢坯的性能指标，并生产符合F级车轴加工要求的钢坯，是制约AARM101-2009F级车轴生产的关键技术。

发明内容

本发明提供一种钢坯制造方法，使用本发明提供方法制成钢坯适用于制造符合AARM101-2009检验标准的F级车轴。

本发明提供的钢坯制造方法，包括电炉冶炼、LF吹氩、VD真空、钢坯浇注、钢坯轧制以及冷却处理步骤，其中，在所述LF吹氩步骤调整钢水中元素C、Si、Mn、P、S、Cr、Cu、Ni、V、Mo、Ti和Al的含量(wt％)，使这些元素在最终得到的钢坯中的含量为：C为0.47～0.57，Si为0.17～0.40，Mn为0.60～0.90，P为≤0.03，S为≤0.03，Cr为0.01～0.30，Cu为0.01～0.25，Ni为0.01～0.30，V为0.01～0.15，Mo为0.01～0.15，Ti为0.01～0.15，Al为0.020～0.050。

本发明提供的钢坯制造方法，在VD真空步骤，在67Pa下至少保持真空15分钟，以重量百分比计，使最终得到的钢坯中氢≤2ppm，氧≤25ppm；具体为，在67Pa下至少保持真空15分钟后，分别参照GB/T11261《钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法》和GB/T223.82《钢铁氢含量的测定惰气脉冲熔融热导法》测定钢水中氧和氢的含量，根据测得的含量，计算需要进一步VD真空的时间，使最终得到的钢坯中氢≤2ppm，氧≤25ppm。

优选的，本发明提供的钢坯制造方法，还包括在LF吹氩步骤调整各元素含量后和VD真空步骤前，倒渣去除钢水中的非金属夹杂物，所述非金属夹杂物为硫化物、氧化铝、硅酸盐或球状氧化物中的一类或两类以上的组合，使最终得到的钢坯中任一类非金属夹杂物级别≤2.0级，同时含有硫化物和硅酸盐时其合并级别≤2.5级；

在本发明提供的钢坯制造方法中，所述钢坯轧制步骤包括，在1200-1300℃保温浇注好的钢坯5-7小时，然后按照≥6∶1的比例压缩，使最终得到的钢坯，在酸处理后，其低倍组织的一般疏松、中心疏松和锭型偏析均≤2.0级，点状偏析≤1.5级。

使用本发明提供钢坯制造方法所制成的钢坯，适合于制造AARM101-2009F级车轴，生产出的F级车轴符合AARM101-2009《经热处理后碳素钢车轴规范》F级车轴的检验标准，有效地解决了现有钢坯不能满足国际客户对车轴的质量要求的问题。

附图说明