[发明专利]一种高速列车车轮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种高速列车车轮的制备方法。

背景技术

从国内铁道客车车辆用车轮的标准演变过程看，1988年颁布实施了国家标准《铁路用辗钢整体车轮》(GB8601-88)，适用于我国铁路提速以前、运行速度≤80km/h的铁道客车车辆用车轮；1996颁布的《铁路快速客车辗钢整体车轮技术条件》(TB/T2708-1996)替代了GB8601-88，主要适用于我国铁路提速以后，运行速度≤160km/h的铁道客车车辆用车轮。这两个标准中常规CL60车轮钢的成分要求是一致的，但是TB/T2708-1996在要求保证轮辋塑性、辐板常温冲击韧性要求不变的前提下，断面硬度值由≥255HB提高到(265～320)HB；即将修订颁布的新TB中在要求保证轮辋强塑性、断面硬度和辐板常温冲击韧性要求不变的前提下又增加了轮辋在-20℃低温下冲击韧性的要求，且等同于欧洲EN13262-2004中碳质量百分含量≤0.60％的要求，可见，我国常规CL60钢车轮的硬度、冲击韧性特别是低温冲击韧性均有了较大的提升。

而常规CL60钢车轮的室温组织状态为铁素体—珠光体，这种钢的显著特点是：强、硬度的提高会导致冲击韧性的下降，从而降低车轮内部抗裂纹扩展能力，当车轮在服役过程中受到复杂的轮与轨相互作用力的作用时，会对使用安全性能产生不利影响。

因此，如何在保持常规CL60钢车轮强、硬度水平不变的前提下，满足标准变化的要求，有效提高车轮的冲击韧性指标，是目前急需解决的一个重要问题。

公开号为CN101818236A的中国专利申请公开了一种高碳钢车轮制造方法其钢的化学成分为C：0.60％～0.63％；Si：0.25％～0.35％；Mn：0.75％～0.85％；P≤0.025％；S≤0.010％；其余：微量。其仍属于碳钢，虽然材料成本低，但由于碳含量偏高，导致其加工过程和使用中仍存在不尽如人意的地方，因此，有必要进一步进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高速列车车轮的制备方法，与现有技术相比，该车轮用钢降低了碳的含量，并添加适量的合金元素，使得该车轮的综合性能优异。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高速列车车轮的制备方法，该车轮的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.46-0.50；Si：0.4-0.6；Mn：2.1-2.3；P≤0.015；S≤0.010；B：0.004-0.006；Ni：2.4-2.6，Cr 1.2-1.6，余量为铁和不可避免的杂质，所述制备方法包括如下步骤：

1）冶炼：调整化学成分满足上述条件后浇注成铸锭；

2）锻造：将铸锭加热至1230-1250℃，保温1-2小时，然后进行模锻，终锻温度为930-950℃；

3）热处理：淬火加热温度为900-920℃，进行油淬，然后进行回火，回火加热温度为530-550℃，保温时间为2-3小时。

4）机加工成成品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过化学成分的调整，降低了碳含量，添加了B、Ni和Cr合金元素，并根据高速列车车轮的使用要求，确定了这三种元素的含量，使得制备的车轮的强度、韧性以及硬度和耐磨性等力学性能比传统的CL60钢车轮优异，也比现有技术的其它碳钢产品优异。本发明的车轮在热处理后具有适宜的贝氏体组织，因此性能更加优异。

具体实施方式

实施例一

一种高速列车车轮的制备方法，该车轮的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.46；Si：0.6；Mn：2.1；P≤0.015；S≤0.010；B：0.006；Ni：2.4，Cr 1.6，余量为铁和不可避免的杂质，所述制备方法包括如下步骤：

1）冶炼：调整化学成分满足上述条件后浇注成铸锭；

2）锻造：将铸锭加热至1230℃，保温2小时，然后进行模锻，终锻温度为930℃；

3）热处理：淬火加热温度为900℃，进行油淬，然后进行回火，回火加热温度为550℃，保温时间为2小时。

4）机加工成成品。

实施例二

一种高速列车车轮的制备方法，该车轮的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.50；Si：0.4；Mn：2.3；P≤0.015；S≤0.010；B：0.004；Ni：2.6，Cr 1.2，余量为铁和不可避免的杂质，所述制备方法包括如下步骤：

1）冶炼：调整化学成分满足上述条件后浇注成铸锭；