[发明专利]一种离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法

说明书

本发明涉及一种离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法，采用超纯铁素体不锈钢制备自耗电极，在铜制水冷结晶器中加入渣料，将自耗电极插入渣料中通电，通过熔化自耗电极的方式进行电渣熔炼；然后将渣铁混合液注入离心铸造机进行离心铸造，得到高铁刹车盘毛坯；最后经表面处理、热处理及机加工制得高铁刹车盘成品。所制得高铁刹车盘成品的金相组织为铁素铁+柱状碳化物，其力学性能指标为：抗拉强度≥600MPa；屈服强度≥430MPa；延伸率≥25％；硬度≥220HB；滑动摩擦系数≤0.2。本发明不仅能够解决铸造过程中易产生铸造缺陷的问题，而且能够提高高铁刹车盘的延伸率，并可细化晶粒，减少金属内部的夹渣物。

技术领域

本发明涉及高铁刹车盘制造技术领域，尤其涉及一种采用离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法。

背景技术

目前，高铁刹车盘普遍采用超纯铁素体不锈钢制作，超纯铁素体不绣钢含Cr量较高，并含有少量的Ni、Mo、Ti、Nb、W等元素,具有体心立方晶体结构，具有导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀和好的抗蠕变特性等特点。但是某些超纯铁素体不绣钢中铬含量高于24％，由于钢中铬含量很高而含碳量很低，造成了在铸造过程中易产生氧化夹渣；又由于高铬钢在高温时极易和空气中的氧固溶形成皮下气孔，在铸造生产过程中由于流动性差容易产生冷隔缺陷；另外，高铬钢在高温时易氧化，铸件表面易产生氧化膜褶皱，氧化膜卷入内部易形成氧化夹杂物夹渣、气孔、缩松、冷隔等缺陷；以上情况导致了高铁刹车盘制造工艺设计难度加大，尤其增加了铸造生产的难度。

发明内容

本发明提供了一种离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法，不仅能够解决铸造过程中易产生铸造缺陷的问题，而且能够提高高铁刹车盘的延伸率，并可细化晶粒，减少金属内部的夹渣物。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法，所述高铁刹车盘是中空的环状结构件，其生产过程如下：

1)钢水熔炼；高铁刹车盘的材质为超纯铁素体不锈钢，其化学成分组成按重量百分比为：其化学成分组成按重量百分比为：C≦0.02％、Si 0.2％～0.8％、Mn 0.4％～1.0％、P≦0.02％、S≦0.02％、Cr 21％～28％、Ni 1.5％～3.5％、Nb 0.2％～0.6％、V0.4％～1.5％、W 1.0％～3.5％、Mo 1.5％～3.5％，其余为铁及不可避免的杂质；采用中频电炉+LF+VOD精炼工艺，中频电炉钢水熔炼时，炉前化学成分用光谱仪进行检验后，再转入LF炉、VOD精炼炉精炼；

2)电渣熔炼；

造渣剂由如下造渣原料按重量份组成：

莹石，CaF₂≥95％，SiO₂≤2％，S≤0.05％，P≤0.05％,粒度15～20mm；加入量40～60份；

氧化铝，Al₂O₃≥97％，粒度10～20mm；加入量为12～18份；

石灰，CaO≥90％,SiO₂≤2.5％,S≤0.05％，P≤0.05％,粒度10～20mm；加入量为10～20份；

镁砂，MgO≥95％,SiO₂≤2％,S≤0.01％，P≤0.01％,粒度3～5mm；加入量为8～12份；

硅石，SiO₂≤95％，粒度1～5mm；加入量为5～15份；

将造渣原料在800～820℃温度下连续烘烤6小时以上制成渣料，烘烤后的渣料含水量≤0.5％；

将步骤1)制备的钢水经铸造、焊接后制得自耗电极；