一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法，通过优化组成配方和铸造工艺，能够使铁垫板在抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度等方面表现出非常优异的性能，并且产品的可加工性极大提升。另外，本发明的制备工艺简单，产品合格率高且性能差异小。
【专利说明】一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械铸造【技术领域】，具体涉及一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 扣件系统中的铁垫板是高速铁路轨道建设中的一个重要组成部分，仅数量而言， 每公里轨道需要的铁垫板数量就超过了 3000件，其性能优劣直接影响到轨道乃至高铁整 体运行性能。目前，常规铁垫板（例如WJ-7型、WJ-8型）的材质以QT450-10为主，生产主 要采用DISA挤压造型线和常规铸造工艺，制备的产品能够满足现阶段应用要求。但是高铁 技术一直在发展，人们对高铁的速度、安全性、舒适性、运营成本等方面的要求越来越高。铁 垫板性能的提升无疑是高铁技术发展中的一个重要环节。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种高铁扣件用铁垫板及其制备方法。通过合理改进元 素配方并优化铸造工艺，所得铁垫板在抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度方面都有明显提 升，显著优于现有产品。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0005] -种高铁扣件用铁垫板的制备方法，包括以下步骤：
[0006] (1)配制合金液体，控制其化学成分为（以质量百分比计）：C2. 4-3.8, Si 1. 7-2. 6, Cr 1. 2-3. 0, Nb 0· 8-2. 2, Mn 彡 0· 4, P+S 彡 0· 05, Mg 0· 03-0. 06, Re 0· 02-0. 04， Fe余量；
[0007] (2)向砂型中浇注合金液体，浇注温度为1440_1480°C，待冷却凝固后形成铸件；
[0008] (3)将铸件进行热处理，首先将铸件加热到820-900°C，保温40-60min，然后以 3-10°C /min的速率降温至400-500°C，保温30-60min，接着随炉冷却至室温出炉。
[0009] 在本发明的上述制备方法中，步骤（1)中合金液体的配制对本领域技术人员而言 属于普通技术常识，只要最终化学成分符合规定要求即可。从节约成本的角度出发，在配制 合金液体时，可以使用生铁、废钢和回炉料作为主原料。在配制合金液体过程中，可采用例 如直读式光谱分析仪等设备检测合金液体的元素组成。
[0010] 优选地，合金液体的化学成分为（以质量百分比计）：c 2. 6-3. 3, Si L 8-2. 2, Cr 1. 6-2. 4, Nb I. 0-1. 7, Mn 彡 0· 4, P+S 彡 0· 05, Mg 0· 03-0. 06, Re 0· 02-0. 04, Fe 余量。
[0011] 为提高生产效率，本发明的制备方法可辅以DISA挤压造型线进行造型和铸造，如 DISA2013LP自动化垂直分型造型线。
[0012] 优选地，在步骤（3)的热处理工艺中，铸件加热至840-880°C，保温后以5-8°C /min 的速率降温至440-470°C，再次保温后随炉冷却。
[0013] 为保证铁垫板的尺寸精度和后续应用要求，出炉后，可采用常规后处理工艺对其 进行加工处理。这对于本领域技术人员而言是容易获知的常规技术手段。
[0014] 进一步地，本发明还涉及通过上述制备方法得到的高铁扣件用铁垫板。上述制备 方法尤其适用于WJ-7和WJ-8型扣件中铁垫板的制造。
[0015] 相比于现有铁垫板产品例如QT450-10铁垫板，本发明通过优化组成配方和铸造 工艺，大大提高了产品质量，其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度等力学性能显著提升，产 品可加工性提高，使用寿命长，且制备工艺简单，合格率高，产品性能差异小。
【具体实施方式】
[0016] 下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应将其理解为对本发明 保护范围的限制。
[0017] 制各实施例
[0018] 以制备WJ-7型扣件用铁垫板为例。在实施本发明的过程中，使用中频 GW3T-2500KW电炉熔炼合金原料，意大利GNR直读式光谱分析仪检测合金溶液元素组成，并 采用丹麦进口 DISA2013LP自动化垂直分型造型线。
[0019] 具体制备流程如下：
[0020] 参照表1中所示组成配方配制合金液体，然后在合金液体温度为1450-1460°c时 将其浇注入砂型，待冷却凝固后形成铸件，随后将铸件置于热处理炉中进行热处理，热处理 结束后，经后处理得到规定尺寸的铁垫板。其中，具体热处理工艺对应于前述的步骤（3)，具 体参数参见表2。
[0021] 表 1
[0022]
【权利要求】
1. 一种高铁扣件用铁垫板的制备方法，包括以下步骤： (1) 配制合金液体，控制其化学成分为（以质量百分比计）：C2. 4-3. 8, Si L 7-2.6, Cr 1· 2-3. 0, Nb 0· 8-2. 2, Μη 彡 0· 4, P+S 彡 0· 05, Mg 0· 03-0. 06, Re 0· 02-0. 04, Fe 余量； (2) 向砂型中浇注合金液体，浇注温度为1440-1480°C，待冷却凝固后形成铸件； (3) 将铸件进行热处理，首先将铸件加热到820-900°C，保温40-60min，然后以3-10°C / min的速率降温至400-500°C，保温30-60min，接着随炉冷却至室温出炉。
2. 权利要求1所述的制备方法，其特征在于，合金液体的化学成分为：C 2.6-3. 3, Si 1. 8-2. 2, Cr 1. 6-2. 4, Nb 1. 0-1. 7, Μη 彡 0· 4, P+S 彡 0· 05, Mg 0· 03-0. 06, Re 0· 02-0. 04， Fe余量。
3. 权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤（3)中，铸件加热至840-880°C， 保温后以5-8°C /min的速率降温至440-470°C，再次保温后随炉冷却。
4. 权利要求1-3所述的制备方法，其特征在于：所述扣件是WJ-7和WJ-8型扣件。
5. -种高铁扣件用铁垫板，其是由权利要求1-4所述的制备方法制备而成。
【文档编号】C22C33/08GK104294143SQ201410718304
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】沙金洋, 吴守记, 李保华 申请人:江苏金洋机械有限公司