[发明专利]一种离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法

摘要

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。

主权项

1.一种离心电渣熔铸生产高铁刹车盘的方法，其特征在于，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％、V 0.4％～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；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，自耗电极熔化后形成金属液滴，金属液滴和金属液熔池中的渣料发生反应，从而去除金属中有害杂质元素和非金属夹渣物，实现钢水提纯；3)离心铸造；将经步骤2)电渣熔炼后得到的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；4)表面处理、热处理及机加工；将经步骤3)制得的高铁刹车盘毛坯进行表面抛丸处理，再进行热处理，热处理具体过程为：先经950℃～970℃正火处理，再经570℃～590℃回火处理；最后经机加工达到图纸规定尺寸及形状精度，即得高铁刹车盘成品；5)成品检验；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。