钩舌及其制备方法、轨道车辆技术

本发明专利技术提供了一种钩舌及其制备方法、轨道车辆，其中，钩舌的制备方法，包括依次进行的造型、制芯、冶炼、浇注、清理步骤，冶炼步骤包括：熔氧处理：将废钢进行熔化，并吹氧助熔，形成钢液；精炼处理：将钢液采用偏心底出钢方式导入精炼包中进行精炼，期间将钢液的成分调整至按重量百分比计；在调整成分时，通过铝线喂线的方式调整钢液中的铝元素含量，且在喂线过程中向钢液中进行吹氩操作以进行钢液搅动。本申请的技术方案有效地解决了现有技术中所制备的钩舌无法兼顾良好的屈服强度、抗拉强度及更好的冲击性能，从而导致其无法满足轨道车辆所用要求的问题。要求的问题。要求的问题。

【技术实现步骤摘要】
钩舌及其制备方法、轨道车辆


[0001]本专利技术涉及合金
，具体而言，涉及一种钩舌及其制备方法、轨道车辆。

技术介绍

[0002]近年来，随着世界铁路货车“重载”进程的不断推进，对铁路货车整车及零部件的制造质量要求也越来越高。从国际上来看，澳大利亚力拓公司是世界铁矿石生产巨头，其开行的Q系列40吨轴重不锈钢矿石车，是目前世界轴重和牵引吨位最大的铁路货车，列车编组数量为240辆，载重高达139.5吨，牵引吨位高达3.8万吨。其全自动无人驾驶火车的正式投入运营，更是对整车的运行可靠性要求提出了前所未有的挑战。世界范围内，制约重载发展的关键技术是钩缓部件的疲劳可靠性，尤其是钩舌，在货车运行中承受着较大的冲击交变载荷作用，是整车结构的最薄弱环节。既有钩舌已经不能满足重载列车的使用要求，在运行过程中疲劳断裂事故时有发生，造成列车分离、货运线停运，甚至列车倾覆等严重事故，带来难以估量的经济损失。考虑钩舌的互换性、钩舌结构无法进行大的改变，因此从材料和制造工艺角度入手开展研究是提高钩舌疲劳可靠性的有效途径。
[0003]研究表明，从钩舌材料角度看，在满足一定强度要求的前提下，努力提高钩舌材料的塑性和韧性是提高钩舌疲劳可靠性的一条有效途径。金属材料的性能是通过热处理实现的，对于淬火钢，其淬火冷却效果至关重要，而开始淬火阶段的冷却速度是淬火时工件降温最关键的时段，冷却速度越快，钢质工件的马氏体组织越多，而马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度。淬火阶段获得马氏体组织的多少将直接影响回火后工件的性能。故冷却速度的加快，使得马氏体增多，回火后工件的力学性能更为优异。
[0004]通过上述分析，确定力拓钩舌新材料力学性能指标如表1所示。
[0005]表1
[0006][0007]由上表1中的新标准与AAR标准相比：强度指标、延伸率指标提高了15％，伸长率提高33％，冲击功提高了1.5倍。
[0008]从使用角度看，采用力拓钩舌疲劳载荷谱如表2所示，进行疲劳试验，要求钩舌疲劳寿命不低于10万次。
[0009]表2
[0010]谱级载荷Min(KN)载荷Max(KN)次数150800265250120055350160052450120055
550800265
[0011]上表2中的力拓钩舌疲劳载荷谱最大载荷达到1600KN，高于AAR标准的1300KN。钩舌的疲劳寿命指标远高于同类产品。众所周知，一种材料的强度与塑韧性是相矛盾的，强度越高，材料的塑韧性指标越低，反之亦然。因此，要满足如此高的材料和疲劳性能标准要求，必须提高新材料的力学性能和制造工艺。
[0012]现有材料为AAR E级铸钢，采用碱性电弧炉炼钢，钩舌的制造工艺为造型
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制芯
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冶炼
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浇注
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清理而进行整体成型的工艺。热处理工艺为调质。调质工艺淬火加热保温温度为900℃～920℃，保温时间为2h～3h，入水冷却，水冷时采用高压风对冷水进行搅拌。回火加热保温温度为570℃～590℃，保温时间为3h～4.5h，空冷。钩舌经热处理后的随炉试棒力学性能检测数据如表3所示。
[0013]表3
[0014][0015][0016]采用力拓疲劳试验载荷谱对AAR E级铸钢材料钩舌开展疲劳试验，疲劳寿命如表4。
[0017]表4
[0018]序号制造顺序号断裂部位断裂次数10073钩舌内腕5536120047上牵引台6802530072钩舌内腕7996340022钩舌内腕74246
50027钩舌内腕7952760021上牵引台7595570066上牵引台5266680019钩舌内腕6762390048钩舌内腕74838100051钩舌内腕78276
[0019]铸钢材料的平均抗拉强度为878MPa，平均屈服强度为776MPa，平均
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40℃V型缺口冲击功为44.7J。钩舌材料是抗拉强度、屈服强度及冲击性能均较低，不符合新材料力学性能指标要求。采用力拓疲劳试验载荷谱获得的疲劳寿命远低于标准的10万次要求。

技术实现思路

[0020]本专利技术的主要目的在于提供一种钩舌及其制备方法、轨道车辆，以解决现有技术中所制备的钩舌无法兼顾良好的屈服强度、抗拉强度及更好的冲击性能，从而导致其无法满足轨道车辆所用要求的问题。
[0021]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种钩舌的制备方法，包括依次进行的造型、制芯、冶炼、浇注、清理步骤，冶炼步骤包括：熔氧处理：将废钢进行熔化，并吹氧助熔，形成钢液；精炼处理：将钢液采用偏心底出钢方式导入精炼包中进行精炼，期间将钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.18～0.23％的C、0.20～0.40％的Si，0.85～1.10％的Mn，0～0.015％的P、0～0.015％的S、1.00～1.20％的Cr、0.95～1.05％的Ni，0.40～0.80％的Mo、0.020～0.050％的Al、0～0.20％的Cu、0.040～0.090％的V、0.020～0.070％Nb，0.020～0.050％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质；在调整成分时，通过铝线喂线的方式调整钢液中的铝元素含量，且在喂线过程中向钢液中进行吹氩操作以进行钢液搅动。
[0022]进一步地，将钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.19～0.22％的C、0.23～0.38％的Si，0.87～1.05％的Mn，0.007～0.013％的P、0.010～0.013％的S、1.02～1.14％的Cr、0.96～1.05％的Ni，0.42～0.75％的Mo、0.023～0.050％的Al、0.09～0.14％的Cu、0.047～0.086％的V、0.028～0.065％的Nb，0.026～0.048％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质。
[0023]进一步地，将钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.20～0.22％的C、0.23～0.34％的Si，0.92～1.02％的Mn，0.009～0.013％的P、0.010～0.013％的S、1.02～1.09％的Cr、0.98～1.05％的Ni，0.43～0.75％的Mo、0.037～0.050％的Al、0.09～0.14％的Cu、0.057～0.086％的V、0.028～0.065％的Nb，0.026～0.046％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质。
[0024]进一步地，按重量百分含量计，钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.20％的C、0.30％的Si，0.98％的Mn，0.011％的P、0.011％的S、1.05％的Cr、0.99％的Ni，0.47％的Mo、0.050％的Al、0.12％的Cu、0.065％的V、0.054％Nb，0.034％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质；或者0.20％的C、0.32％的Si，0.93％的Mn，0.009％的P、0.011％的S、1.07％的Cr、1.05％的Ni，0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钩舌的制备方法，包括依次进行的造型、制芯、冶炼、浇注、清理步骤，其特征在于，所述冶炼步骤包括：熔氧处理：将废钢进行熔化，并吹氧助熔，形成钢液；精炼处理：将所述钢液采用偏心底出钢方式导入精炼包中进行精炼，期间将所述钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.18～0.23％的C、0.20～0.40％的Si，0.85～1.10％的Mn，0～0.015％的P、0～0.015％的S、1.00～1.20％的Cr、0.95～1.05％的Ni，0.40～0.80％的Mo、0.020～0.050％的Al、0～0.20％的Cu、0.040～0.090％的V、0.020～0.070％Nb，0.020～0.050％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质；在调整成分时，通过铝线喂线的方式调整所述钢液中的铝元素含量，且在喂线过程中向所述钢液中进行吹氩操作以进行钢液搅动。2.根据权利要求1所述的钩舌的制备方法，其特征在于，将所述钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.19～0.22％的C、0.23～0.38％的Si，0.87～1.05％的Mn，0.007～0.013％的P、0.010～0.013％的S、1.02～1.14％的Cr、0.96～1.05％的Ni，0.42～0.75％的Mo、0.023～0.050％的Al、0.09～0.14％的Cu、0.047～0.086％的V、0.028～0.065％的Nb，0.026～0.048％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的钩舌的制备方法，其特征在于，将所述钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.20～0.22％的C、0.23～0.34％的Si，0.92～1.02％的Mn，0.009～0.013％的P、0.010～0.013％的S、1.02～1.09％的Cr、0.98～1.05％的Ni，0.43～0.75％的Mo、0.037～0.050％的Al、0.09～0.14％的Cu、0.057～0.086％的V、0.028～0.065％的Nb，0.026～0.046％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质。4.根据权利要求1所述的钩舌的制备方法，其特征在于，按重量百分含量计，所述钢液的成分调整至按重量百分比计包括：0.20％的C、0.30％的Si，0.98％的Mn，0.011％的P、0.011％的S、1.05％的Cr、0.99％的Ni，0.47％的Mo、0.050％的Al、0.12％的Cu、0.065％的V、0.054％Nb，0.034％的Ti、余量的Fe和不可避免的杂质；或者0.20％的C、0.32％的Si，0.93％的Mn，0.009％的P、0.011％的S、1.07％的Cr、1.05％的Ni，0.52％的Mo、0.042％的Al、0.09％的Cu、0.065...

【专利技术属性】
技术研发人员：田长亮，刘胜田，宋德晶，王安，李日，李辉，陆阳，
申请(专利权)人：中车齐齐哈尔车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：