[发明专利]变形单元中的吸能压溃钢筒的合金材料及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金材料及生产方法，特别涉及一种变形单元中的吸能压溃钢筒的合金材料及生产方法。

背景技术

变形单元中的吸能压溃钢筒是机车车钩缓冲装置变形单元中的关键部件。在进行紧急制动、制动不同步或发生意外的情况下，吸能压溃钢筒能吸收大量的冲击能量，起到很好的缓冲作用，从而保护机车车钩与车体的安全。然而，现有的变形单元中的吸能压溃钢筒在使用过程中发生接近0半径弯曲变形的180°弯曲屈服变形时容易产生裂纹与掉块，使得屈服弯曲变形后的吸能压溃钢筒不能满足产品的使用要求，尤其影响产品的更换与安装，甚至会造成其他配套产品也由此损坏。

因此，有必要提出一种创新的用于变形单元中的吸能压溃钢筒的合金材料及生产方法，使得生产的吸能压溃钢筒不仅能满足高强度与高韧性的机械性能，而且能满足均匀性与一致性的机械性能。此外，使得生产的吸能压溃钢筒在不规则弯曲变形后能够不产生裂纹与掉块。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种变形单元中的吸能压溃钢筒的合金材料与生产方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案：一种变形单元中的吸能压溃钢筒的合金材料，包括：铬Cr、锰Mn、钼Mo、硅Si、镍Ni、铜Cu、微量烯土及工业冶金纯铁Fe；其中，按质量百分比，工业冶金纯铁Fe为≥97%、铬Cr为0.15-0.20%、锰Mn为0.50-0.65%、钼Mo为0.25-0.35%、硅Si为0.20-0.40%、镍Ni为0.25-0.35%、铜Cu为0.20-0.30%、碳C为0.11-0.13%、硫S≤0.020%、磷P≤0.015%。

上述的变形单元中的吸能压溃钢筒的合金材料，按质量百分比，铁Fe为97.82%、铬Cr为 0.18%、锰Mn为0.62 %、钼Mo为0.30 %、硅Si 为0.35 %、镍Ni为0.31 %、铜Cu为0.27%、碳C为0.12%、硫S≤0.015%、磷P≤0.015%。

上述的变形单元中的吸能压溃钢筒的生产方法，包括如下步骤：

1）根据配比将材料中的工业冶金纯铁Fe、镍Ni、铜Cu、铬Cr加入到中频炉内熔炼，待工业冶金纯铁Fe、镍Ni、铜Cu、铬Cr熔化后，钢温在1350～1370℃时进行第一次脱氧处理，时间3～5分种，然后根据配比加入硅Si、锰Mn进行第二次脱氧处理，时间2-3分种，渣料变成白色时脱氧完成，即可排渣出炉，得钢水；

2）用高达2000r／min高速离心铸造所产生的离心力均匀压制钢水制成的毛坯；

3）进行三次冷挤压加工；

4）将冷挤压后的粗成品均匀固定放置在炉膛内，加温至750℃，保持恒温3小时，自然冷却至500℃，保持恒温2小时，再加温至600℃，保持恒温2小时，加温至700℃，保持恒温3小时，加温至800℃，保持恒温4小时，加温至840℃，保持恒温4小时；上述步骤结束后，关闭电源，吸能压溃钢筒随炉冷却，低于200～250℃即可出炉。

优选地，热处理步骤中需确保炉膛温度均匀性温度误差不超过±3℃，以使得通过退火处理工艺消除冷加工所产生的表面硬化与应力，保证产品材料力学性能的均匀性。

本发明的技术效果在于：采用本发明所生产制造的变形单元中的吸能压溃钢筒具有优良的综合机械性能，是高强度与高韧性的有机结合，其抗拉强度σ_b≥550MPa, 屈服强度σ_0.2≥435 MPa,延伸率δ≥28%，经热处理后的材料表面硬度HB≤160；具有非常优良的韧性。能实现在高速、重载机车紧急制动时冲击力大于1500KN，具有在180°的弯曲变形情况下其表面既不产生裂纹或掉块，又能在屈服弯曲变形过程完全对称、均匀。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明生产方法的流程图。

具体实施方式

实施例1：吸能压溃钢筒的合金材料包括：铬Cr、锰Mn、钼Mo、硅Si、镍Ni、铜Cu、微量烯土及工业冶金纯铁Fe；其中，按质量百分比，工业冶金纯铁Fe为≥97%，铬Cr为0.15-0.20%、锰Mn为0.50-0.65%、钼Mo为0.25-0.35%、硅Si为0.20-0.40%、镍Ni为0.25-0.35%、铜Cu为0.20-0.30%、碳C为0.11-0.13%、硫S≤0.020%、磷P≤0.015%。

实施例2：