一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，按照鐵屑10-20%，碳素鋼60-65%，310s不銹鋼20-25%的比例配置鑄造配料，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為：C：0.30-0.37%，Mn：0.70-1.00%，Si：0.60-0.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Cr：0.040-0.090%，Ni：0.60-0.90%，Mo：0.40-0.50%，Ni：0.04-0.06％，Ti：0.005-0.02％，Alt:0.03-0.06％，Nb:0.03-0.05%，V：0.03-0.05%，其余為Fe及雜質(zhì)；本發(fā)明確保鑄造后的鋼軌具有優(yōu)良的力學(xué)性能，尤其是其低溫韌性，同時(shí)具有良好屈強(qiáng)比、低溫韌性，明顯提高了鋼力學(xué)性能。
【專利說明】一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]我國高鐵和動(dòng)車建設(shè)正在向高速、重載、大跨度、安全性高的方向發(fā)展；目前使用的軌道屈服強(qiáng)度范圍一般為245-420MPa，國外也已開發(fā)和使用了高性能軌道品種；如日本采用高性能軌道，已建成了多座新干線軌道；但是此類軌道一般采用調(diào)質(zhì)態(tài)交貨，沖擊韌性偏低；國內(nèi)部分鋼企正在開發(fā)高性能軌道澆鑄技術(shù)，但目前試制產(chǎn)品在屈強(qiáng)比、低溫韌性等方面水平尚有不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，確保鑄造后的鋼軌具有優(yōu)良的力學(xué)性能，尤其是其低溫韌性，同時(shí)具有良好屈強(qiáng)比、低溫韌性，明顯提高了鋼力學(xué)性能。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，按照鐵屑10-20%,碳素鋼60-65%，310s不銹鋼20-25%的比例配置鑄造配料，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:0.30-0.37%, Mn:0.70-1.00%, S1:0.60-0.90%, P:0.033-0.035%, S:0.032-0.035%, Cr:0.040-0.090%, N1:0.60-0.90%, Mo:0.40-0.50%, N1:0.04-0.06%, Ti:
0.005-0.02%，Alt:0.03-0.06%，Nb:0.03-0.05%, V:0.03-0.05%，其余為 Fe 及雜質(zhì)；
步驟(I):將鐵屑、碳素鋼、310s不銹鋼按照下緊上松的原則依次逐層加入電爐中熔煉為原鐵液，熔煉溫度為1650°C，熔煉過程中逐步增大電路功率，并經(jīng)常進(jìn)行搗料操作；
步驟(2):溶解尿素芯，利用上述原鐵液進(jìn)行澆鑄，控制澆鑄時(shí)的溫度為1350-1450°C，澆注時(shí)間不超過2min，既得到Y(jié)型空心鑄件半成品；
步驟(3):將上述半成品依次進(jìn)行退火、淬火及回火處理；
步驟(4):將回火后的半成品依次進(jìn)行內(nèi)部打磨、拋丸、酸洗、補(bǔ)焊及細(xì)磨處理，即完成鑄造。
[0005]本發(fā)明中碳素鋼的選擇，保證了抗拉強(qiáng)度達(dá)到690/Mpa，斷后伸長率達(dá)到18.20%,端面收縮率達(dá)到38%，屈服點(diǎn)延伸率延伸率達(dá)到45.4J，屈服點(diǎn)伸長率達(dá)到880/Mpa，電纜橋架的各項(xiàng)性能得到了大大的提高。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
進(jìn)一步的，前述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，步驟(2)中在澆鑄前，對原鐵液進(jìn)行脫硫處理，控制硫含量控制在s<0.0010%,轉(zhuǎn)爐控制P含量< 0.005%, LF進(jìn)行脫硫脫氧及合金成分調(diào)整，RH抽真空處理控制氣體H含量< 0.0002%，連鑄控制中包溫度在液相線20-30。。。
[0007]前述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，脫硫處理后向原鐵液加入少量變質(zhì)劑，所述變質(zhì)劑的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:稀土硅85%，鋁錠4%，鉍錠6%，鎂錠5%。
[0008]前述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，步驟(2)中澆鑄得到半成品后，對其采用三階段軋制，第一段的粗軋開軋溫度1100-1250°C，累計(jì)壓下率> 55%，第二階段精軋的開軋溫度1050-1000°C，累計(jì)壓下率> 65%，第三階段溫度850_950°C，累計(jì)壓下率> 75%，軋制后噴水冷卻至450-500°C，然后空冷至室溫。
[0009]前述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，步驟(3)中退火、淬火及回火處理具體為:將半成品加熱至950°C -980°C奧氏體化，保溫4-6小時(shí)后，以爐冷至室溫退火，達(dá)到組織均勻化的目的；
將半成品加熱至950°C _980°C奧氏體化，保溫4-6小時(shí)后水淬到230°C -250°C ； 將淬火后的材料保溫2-6小時(shí)后進(jìn)行高溫回火；
回火、淬火、退火的熱處理能夠提高產(chǎn)品的綜合性能即具有硬度外還具有一定的韌性，熱處理溫度的確定應(yīng)以獲得均勻而細(xì)小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后得到細(xì)小的馬氏體組織，奧氏體晶粒的長大與淬火溫度成正比，淬火時(shí)采用水噴淋產(chǎn)品快速降溫，并及時(shí)對產(chǎn)品進(jìn)行回火處理，不僅能消除淬火時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，還可以得到一定數(shù)量的回火馬氏體，保證了產(chǎn)品的高硬度同時(shí)又提高了產(chǎn)品的韌性。
[0010]前述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:c:
0.35%, Mn:0.90%, S1:0.70%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.065%, N1:0.80%, Mo:0.45%, Ni:
0.045%, Ti:0.010%, Alt:0.04%, Nb:0.04%, V:0.04%，其余為 Fe 及雜質(zhì)。
[0011]前述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:
0.333%, Mn:0.852%, S1:0.822%, P:0.034%, S:0.0341%, Cr:0.068%, N1:0.75%, Mo:0.45%,Ni:0.05%, Ti:0.016%, Alt:0.04%, Nb:0.04%, V:0.045%，其余為 Fe 及雜質(zhì)。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，按照鐵屑10%，碳素鋼65%，310s不銹鋼25%的比例配置鑄造配料，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:0.35%，Mn:0.90%,Si:0.70%, P:0.033%, S:0.032%, Cr:0.065%, N1:0.80%, Mo:0.45%, N1:0.045 %, Ti:
0.010%, Alt:0.04%, Nb:0.04%, V:0.04%，其余為 Fe 及雜質(zhì)；
步驟(I):將鐵屑、碳素鋼、310s不銹鋼按照下緊上松的原則依次逐層加入電爐中熔煉為原鐵液，熔煉溫度為1650°C，熔煉過程中逐步增大電路功率，并經(jīng)常進(jìn)行搗料操作；
步驟(2):溶解尿素芯，在澆鑄前，對原鐵液進(jìn)行脫硫處理，控制硫含量控制在S彡0.0010%，轉(zhuǎn)爐控制P含量彡0.005%, LF進(jìn)行脫硫脫氧及合金成分調(diào)整，RH抽真空處理控制氣體H含量< 0.0002%，連鑄控制中包溫度在液相線25°C ；
脫硫處理后向原鐵液加入少量變質(zhì)劑，所述變質(zhì)劑的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:稀土硅85%，鋁錠4%，鉍錠6%，鎂錠5% ；
利用上述原鐵液進(jìn)行澆鑄，控制澆鑄時(shí)的溫度為1350°C，澆注時(shí)間不超過2min，既得到Y(jié)型空心鑄件半成品；
澆鑄得到半成品后，對其采用三階段軋制，第一段的粗軋開軋溫度1100°C，累計(jì)壓下率彡55%，第二階段精軋的開軋溫度1050°C，累計(jì)壓下率> 65%，第三階段溫度850°C，累計(jì)壓下率> 75%，軋制后噴水冷卻至450°C，然后空冷至室溫步驟(3):將上述半成品依次進(jìn)行退火、淬火及回火處理；
步驟(4):將回火后的半成品依次進(jìn)行內(nèi)部打磨、拋丸、酸洗、補(bǔ)焊及細(xì)磨處理，即完成鑄造。
[0013]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，按照鐵屑10-20%，碳素鋼60-65%，310s不銹鋼20-25%的比例配置鑄造配料，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:0.333%, Mn:0.852%, S1:0.822%, P:0.034%, S:0.0341%, Cr:0.068%, N1:0.75%, Mo:0.45%,Ni:0.05%, Ti:0.016%, Alt:0.04%, Nb:0.04%, V:0.045%，其余為 Fe 及雜質(zhì)；
步驟(I):將鐵屑、碳素鋼、310s不銹鋼按照下緊上松的原則依次逐層加入電爐中熔煉為原鐵液，熔煉溫度為1650°C，熔煉過程中逐步增大電路功率，并經(jīng)常進(jìn)行搗料操作；
步驟(2):溶解尿素芯，在澆鑄前，對原鐵液進(jìn)行脫硫處理，控制硫含量控制在S彡0.0010%,轉(zhuǎn)爐控制P含量彡0.005%, LF進(jìn)行脫硫脫氧及合金成分調(diào)整，RH抽真空處理控制氣體H含量< 0.0002%，連鑄控制中包溫度在液相線28°C ；
脫硫處理后向原鐵液加入少量變質(zhì)劑，所述變質(zhì)劑的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:稀土硅85%，鋁錠4%，鉍錠6%，鎂錠5%。
[0014]利用上述原鐵液進(jìn)行澆鑄，控制澆鑄時(shí)的溫度為1400°C，澆注時(shí)間不超過2min，既得到Y(jié)型空心鑄件半成品；對其采用三階段軋制，第一段的粗軋開軋溫度1200°C，累計(jì)壓下率> 55%，第二階段精軋的開軋溫度1000°C，累計(jì)壓下率>65%，第三階段溫度850-950°C，累計(jì)壓下率> 75%，軋制后噴水冷卻至500°C，然后空冷至室溫；
步驟(3):將上述半成品依次進(jìn)行退火、淬火及回火處理；退火、淬火及回火處理具體為:將半成品加熱至950°C奧氏體化，保溫5小時(shí)后，以爐冷至室溫退火，達(dá)到組織均勻化的目的；
將半成品加熱至960°C奧氏體化，保溫5小時(shí)后水淬到240°C ；
將淬火后的材料保溫4小時(shí)后進(jìn)行高溫回火；
步驟(4):將回火后的半成品依次進(jìn)行內(nèi)部打磨、拋丸、酸洗、補(bǔ)焊及細(xì)磨處理，即完成鑄造。
[0015]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于，按照鐵屑10-20%，碳素鋼60-65%，310s不銹鋼20-25%的比例配置鑄造配料，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:0.30-0.37%, Mn:0.70-1.00%, S1:0.60-0.90%, P:0.033-0.035%, S:0.032-0.035%, Cr:0.040-0.090%, N1:0.60-0.90%, Mo:0.40-0.50%, N1:0.04-0.06 %, T1:0.005-0.02 %,Alt:0.03-0.06%，Nb:0.03-0.05%, V:0.03-0.05%，其余為 Fe 及雜質(zhì)； 步驟(I):將鐵屑、碳素鋼、310s不銹鋼按照下緊上松的原則依次逐層加入電爐中熔煉為原鐵液，熔煉溫度為1650°C，熔煉過程中逐步增大電路功率，并經(jīng)常進(jìn)行搗料操作； 步驟(2):溶解尿素芯，利用上述原鐵液進(jìn)行澆鑄，控制澆鑄時(shí)的溫度為1350-1450°C，澆注時(shí)間不超過2min，既得到Y(jié)型空心鑄件半成品； 步驟(3):將上述半成品依次進(jìn)行退火、淬火及回火處理； 步驟(4):將回火后的半成品依次進(jìn)行內(nèi)部打磨、拋丸、酸洗、補(bǔ)焊及細(xì)磨處理，即完成鑄造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于，步驟(2)中在澆鑄前，對原鐵液進(jìn)行脫硫處理，控制硫含量控制在S彡0.0010%,轉(zhuǎn)爐控制P含量< 0.005%, LF進(jìn)行脫硫脫氧及合金成分調(diào)整，RH抽真空處理控制氣體H含量< 0.0002%，連鑄控制中包溫度在液相線20-30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于，脫硫處理后向原鐵液加入少量變質(zhì)劑，所述變質(zhì)劑的化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:稀土硅85%，鋁錠4%，鉍錠6%，鎂錠5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于，步驟(2)中澆鑄得到半成品后，對其采用三階段軋制，第一段的粗軋開軋溫度1100-1250°C，累計(jì)壓下率> 55%，第二階段精軋的開軋溫度1050-1000°C，累計(jì)壓下率> 65%，第三階段溫度850-950°C，累計(jì)壓下率> 75%，軋制后噴水冷卻至450-500°C，然后空冷至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于: 步驟(3)中退火、淬火及回火處理具體為:將半成品加熱至950°C _980°C奧氏體化，保溫4-6小時(shí)后，以爐冷至室溫退火，達(dá)到組織均勻化的目的； 將半成品加熱至950°C _980°C奧氏體化，保溫4-6小時(shí)后水淬到230°C -250°C ； 將淬火后的材料保溫2-6小時(shí)后進(jìn)行高溫回火。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:C:0.35%，Mn:0.90%, S1:0.70%, P:0.033%,S:0.032%, Cr:0.065%, N1:0.80%, Mo:0.45%, N1:0.045 %, T1:0.010 %, Alt:0.04 %,Nb:0.04%, V:0.04%，其余為 Fe 及雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度動(dòng)車軌道的鑄造工藝，其特征在于，所述碳素鋼中化學(xué)成份質(zhì)量百分比為:c:0.333%，Mn:0.852%，S1:0.822%，P:0.034%, S:0.0341%, Cr:0.068%, N1:0.75%, Mo:0.45%, N1:0.05 %, T1:0.016 %,Alt:0.04%, Nb:0.04%, V:0.045%，其余為 Fe 及雜質(zhì)。
【文檔編號】C21D6/00GK104388834SQ201410644344
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】宋大帥 申請人:鹽城豐工機(jī)械有限公司