一种轨道车辆制动盘用合金球墨铸铁的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种制动盘材料，尤其设及一种用于轨道车辆制动盘的合金球墨铸 铁，属于金属材料冶金领域。
【背景技术】
[0002] 制动系统是轨道车辆关键技术之一，直接关系到列车的运行安全。目前，轨道车 辆的制动系统采用的都是踏面制动。在该种制动方式下，在制动过程中90%W上的热量为 车轮所吸收。因此，在速度比较高的情况下，容易使车轮踏面产生高温剥离或热裂纹；而且， 踏面制动的噪声也比较大。所W，该种制动方式一般适用于车速lOOkm/hW下的车辆。
[0003] 为了改善该种状况，在超过lOOkm/h的铁路机车车辆中，基础制动装置一般采用 盘形制动。由于轨道车辆制动盘需要在强摩擦、高热负荷W及较大制动力和离屯、力的复杂 工况下工作，制动盘可靠性几乎决定了整个基础制动装置的可靠性水平，也直接影响轨道 车辆的行车安全。
[0004]目前，轨道车辆制动盘材料均采用普通灰铸铁。该种材料具有成本低、耐磨性好等 优点。但是，普通灰铸铁制动盘的机械强度及抗热疲劳性能难W令人满意。
[0005] 因此，在保证球墨铸铁材料的耐磨性W及抗热疲劳等性能的前提下，研究开发一 种具有较高的强度、塑性或其他性能的合金球墨铸铁材料仍是本领域亟待解决的问题之 〇
【发明内容】
[0006] 针对W上技术问题，本申请提出了一种合金球墨铸铁，W重量百分比计，包括：
[0007]碳；2.0-5. 0%;
[0008]娃；1.0-4. 0%;
[0009]铺；0. 2-1.0%;
[0010] 镶；0. 1-0. 6%;
[0011] 钢；0. 1-0. 80%;
[001 引 铜；0. 01-0. 08% ;
[0013]儀；0. 01-0. 08% 及
[0014]稀±尺6:0. 01-0. 06%;
[0015] 其余为铁和不可避免杂质。
[0016] 如上所述的合金球墨铸铁，其中
[0017]碳；3. 0-3. 7%;
[001 引 娃；2. 0-2. 8%;
[001 引 铺；0.3-0. 8%;
[0020] 镶；0. 1-0. 4%;
[0021] 钢；0. 25-0. 60% ;
[0022] 铜；0. 02-0. 06% ;
[0023]儀；0. 02-0. 06% 及
[0024]稀上Re:0. 01-0. 04%。
[00巧]如上所述的合金球墨铸铁，其中
[0026]碳；3. 6-3. 7%;
[0027]娃；2. 3-2. 6%;
[0028]铺；0.6-0. 8%;
[0029]镶；0.2-0. 4%;
[0030]钢；0.3-0. 60%;
[0031]铜；0. 02-0. 04% ;
[0032]儀；0. 02-0. 04% 及
[0033]稀±尺6:0. 02-0. 04%。
[0034] 如上所述的合金球墨铸铁，其中，所述不可避免的杂质包括：W重量百分比计，磯 小于0. 06%，硫小于0. 04%
[00巧]根据本发明的另一个方面，提出一种制动盘，包括如上所述的合金球墨铸铁。
[0036] 如上所述的制动盘，其是通过树脂砂机器造型铸造。
[0037] 如上所述的制动盘，其中所述的铸造包括经感应电炉冶炼工艺加工，其包括；装料 和烙化。
[0038] 如上所述的制动盘，其中低于50%的功率对炉料进行精炼。
[0039] 如上所述的制动盘，其中低于30%的功率对炉料进行精炼。如上所述的制动盘，其 中所述的铸造包括；诱铸位置设计；分形面设计；收缩量设计；加工余量设计；诱铸系统设 计；冒口、冷铁、铸筋设计；模具设计与制造；造型、造巧；砂型加热拟及诱铸。
[0040] 本发明的合金球墨铸铁材料具有抗拉强度高、伸长率等机械性能好的特点。利用 该材料制造的制动盘具有比普通灰铸铁较高的机械强度和热疲劳性能，能够在强摩擦和高 热负荷的复杂工况下连续工作而不出现热疲劳。本发明还提供了一种采用上述合金球墨 铸铁材料制成的制动盘。
【具体实施方式】
[0041] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 本发明的制动盘用合金球墨铸铁材料，尤其适于应用于例如铁路机车的轨道车辆 制动盘。
[0043] 在本发明提供的合金球墨铸铁的化学组成中，主要成分有碳、娃、铺、铁等；提高性 能的成分有镶、钢等；而铜、儀及稀± (R巧等则是提高球墨铸铁的综合性能；磯、硫则为杂 质。本发明的合金球墨铸铁中各种成分的作用和具体含量如下：
[0044] (1)碳和娃
[0045] 碳和娃是强烈促进石墨化的元素，提高碳和娃的含量有利于发挥材料的初性。铸 铁中c、Si的含量越高，石墨化越容易进行。但是，C和Si含量过高，将会导致石墨多而粗 大，使组织中铁素体量增多，珠光体量减少，从而导致材料力学性能的降低。因此，本发明的 材料中具有一定数量的石墨，增加珠光体的含量。优选地，本发明提供的合金球墨铸铁中的 C含量一般为2. 0-5.Owt. %，优选为3. 0-3. 7wt. %。Si含量一般为1. 0-4. 0wt. %，优选为 2. 0-3. 8wt. %。
[0046] 似车孟
[0047] 铺本身是阻碍石墨化的元素，但它能与S结合，形成MnS浮集到渣中，从而削弱S 阻碍石墨化的作用，同时加入铺还可W提高珠光体含量，提高合金球磨铸铁的强度、硬度， 但会使其塑性降低。因此，优选地，Mn的含量一般为0. 2-1.Owt. %，优选为0. 3-0. 8wt. %。 [004引做钢
[0049] 材料中含有少量的钢能够进一步提高材料的机械性能和耐热疲劳性能，但不宜过 多。因此，一般钢的含量为0. 1-0. 80wt. %。优选地，钢的含量可W为0.25-0. 60wt. %。
[0050] (4)镶
[0051] 材料中含有少量的镶，能够降低碳的溶解度，有助于碳化物的分解，稳定珠光体的 作用，同时可W提高材料的强度、耐磨性、抗脆断裂性，但不宜过多，因此，一般镶的含量为 0. 1-0. 6wt. %。优选地，镶的含量可W为 0. 10-0. 40wt. %。
[005引妨铜
[0053] 铜能细化珠光体，并能促进增加珠光体的含量。因此，一般铜的含量为 0. 01-0. 08wt. %。优选地，铜含量的范围在0. 02-0. 06wt. %。
[0054] (6)儀；材料中含有少量的儀主要其球化剂作用，有利于生成完整均匀的球化石 墨，同时起到脱硫剂的作用。因此，一般儀的含量为0.01-0. 〇8wt. %。优选地，儀的含量可 W为 0. 02-0. 06wt. %。
[00巧](7)稀±Re;
[0056] 少量稀±可^抑制硫等杂质，但其具有影响球墨状态的副作用，因此要控制其含 量。一般儀的含量为0.01-0. 〇6wt. %。优选地，稀±Re的含量可W为0.01-0. 〇4wt. %。；
[0057] 做硫
[0058] 硫含量过高会使球化不稳定，而且会产