本发明专利技术提供了一种采用等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法，属于金属材料制备技术领域。其特征在于选用一种等温淬火球铁(英文缩写为ADI)制造上述零件。其中该种等温淬火球铁是以球墨铸铁为基础，并以此材料来生产铁路机车制动装置衬套、球头、球面座。本发明专利技术的等温淬火球铁铁路机车制动用衬套、球头、球面座的抗拉强度(бb)为1460～1510N/m m2，伸长率(δ)达到1.6％～4％，布氏硬度(HB)为460-485HBS。铁路30万公里装机路试表明，ADI铁路机车制动装置的上述耐磨零件，在相同工况条件下，磨耗是原来钢衬套的1/3～1/5。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料制备
，特别涉及等温淬火球铁(英文缩写ADI)制造的铁路机车制动装置衬套、球头、球面座及其生产方法。
技术介绍
铁路机车制动装置由制动缸、横拉杆、叉杆、竖拉杆、闸瓦组成。也可以说，制动装置是用销子及各种衬套、球头、球面座将上述部件活动连接的连杆机构。过去，铁路机车制动装置的销子及衬套等耐磨零件是由45钢制造，并进行调质和表面淬火热处理。其硬度为布氏硬度HB450-500。由于机车制动力大，制动频次较多，各种衬套承受凿削式磨损及磨粒磨损，服役条件恶劣。因此钢衬套等耐磨零件磨损很快，1-2mm表面淬火层磨掉以后，零件很快磨损失效。机车每次大修几乎100％衬套要更换。因为制动机构的各种衬套耐磨零件磨损后，累计的间隙最后均反映在闸瓦与车轮之间的间隙上。如超过6-7mm范围，将造成调节器卡死，致使制动缸失效而引发严重事故。 过去铁路机车大修部门曾试用其他材料不同热处理的钢衬套等耐磨零件，均未取得好的效果。为了满足铁路重载提速要求，铁路机车制动装置衬套、球头、球面座耐磨零件急需选用一种新的材料取代过去一直使用的45钢材料。 等温淬火球铁(ADI)这种新型工程材料的性能优点在于综合力学性能好(详见表1)；耐磨性好；质量比钢轻(ADI材料密度比钢小十分之一)。 表1 特别需要指出的是ADI具有极好的耐磨抗磨性。大量试验表明等温淬火球铁，其耐磨性比任何同等硬度的钢都好。硬度HB350以上的ADI材料的耐磨性远高于硬度HB500左右的调质钢材料。这是因为其基体组织为硬度较高的针状铁素体和有加工硬化效果的富碳奥氏体组织所致。上述耐磨件对材料的韧性要求适中，而QTD1400-1的ADI材料可以满足其服役条件。综上所述，该材料是生产铁路机车制动装置上的高磨损构件的理想材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了解决现有的铁路机车制动装置衬套、球头、球面座的耐磨性差的问题，而提供一种用等温淬火球铁制造上述零件的生产方法。 等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法，该种等温淬火球铁材料是以球墨铸铁为基础，其特征在于： 该球墨铸铁按照重量份数比包括如下 C3.60～3.80、Si2.50～2.70、Mn≤0.20、P≤0.035、S≤0.020、Mg0.03～0.05、Re0.01～0.02、Cu0.60～0.80、Mo0.20～0.30、Mn+Mo总量小于0.5％， 采用等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法包括如下步骤 步骤一、用感应电炉熔炼铁液，出炉温度为1480℃～1500℃； 步骤二、对出炉后的熔化铁液进行球化处理，并进行孕育处理，处理后的化学成份要求为： C3.60～3.80，Si2.50～2.70，Mn≤0.20，P≤0.035，S≤0.020，Mg0.03～0.05，Re0.01～0.02，Cu0.60～0.80，Mo0.20～0.30，Mn+Mo总量小于0.5％； 步骤三、将步骤二处理的球墨铸铁铁液浇注成铁路机车制动装置衬套、球头、球面座的铸造毛坯； 步骤四、将步骤三得到的上述零件铸造毛坯进行预先均一化热处理。热处理的温度为890～910℃，时间为2h，然后在空气中冷却； 步骤五、将步骤四得到的均一化热处理后的上述零件的铸造毛坯进行机械加工； 步骤六、将步骤五进行机械加工后的铁路机车制动装置衬套、球头、球面座进行等温淬火处理： 奥氏体化加热890～910℃，时间1h～2h； 等温淬火温度240～260℃，时间1h～2h； 所述的等温淬火处理后的上述零件的金相组织为针状铁素体+富碳奥氏体+球状石墨； 其力学性能为：抗拉强度(σb)为1460N/mm3～1510N/mm3，伸长率(δ)为1.6％～4.0％，布氏硬度(HB)为460～485； 步骤七、对等温淬火处理后的上述零件进行金相检查，合格即得成品。 所述的步骤六中的上述零件的等温淬火热处理在盐浴内进行。作为淬火介质的盐为硝酸钾和硝酸钠，其加入比例为各50％。 所述的球墨铸铁的铸态显微组织为珠光体，珠光体的含量大于80％；球化率为2级～3级；石墨球大小5级～7级。 通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：本专利技术首先提供一种等温淬火球铁制造的铁路机车制动装置衬套、球头、球面座及其生产方法。这种等温淬火球铁材料是以球铁为基础。该球墨铸铁按照重量份数比包括如下：C3.60～3.80，Si2.50～2.70，Mn≤0.20，P≤0.035，S≤0.020，Mg0.03～0.05，Re0.01～0.02，Cu0.60～0.80，Mo0.20～0.30，Mn+Mo总量小于0.5％。Mn、Mo是产生严重晶界偏析的合金元素。所以把Mn和Mo的总量限制在0.5％以内，以减少对材料韧度的影响。Cu的添加可在一定程度上减弱Mn、Mo在晶界偏折倾向，进而减弱了Mn、Mo对塑韧性的副作用。 本专利技术还提供一种用等温淬火球铁来制造铁路机车制动装置衬套、球头、球面座的生产方法，该方法在等温淬火处理之前要对上述零件毛坯进行预先均一化热处理。等温淬火处理前的球铁金相组织，特别是基体组织中珠光体/铁素体比率，对等温淬火过程中奥氏体的碳达到饱和所需要的时间及等温中基体组织的转变，都有重要影响。进而影响等温淬火球铁的力学性能的稳定性。为此，上述零件的球铁毛坯在等温淬火处理前要进行基体组织均一化热处理，以保证基体组织中珠光体/铁素体比率的一致性。实验结果表明：本专利技术的等温淬火球铁的抗拉强度(σb)为1460-1510N/m m2，伸长率(δ)达到1.6-4％，布氏硬度(HB)为460-485。 附图说明 图1为本专利技术等温淬火球铁及生产铁路机车制动用衬套球头球面座方法，实施例1的等温淬火球铁显微金相组织照片。 具体实施方式 实施例1 步骤一：用感应电炉熔炼铁液，出炉温度为1490℃； 步骤二：对出炉后的熔化铁液进行球化处理，并进行孕育处理，处理后的化学成本文档来自技高网...
【技术保护点】
等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法，该种等温淬火球铁材料是以球墨铸铁为基础，其特征在于：该球墨铸铁按照重量份数比包括如下C3.60～3.80、Si2.50～2.70、Mn≤0.20、P≤0.035、S≤0.020、Mg0.03～0.05、Re0.01～0.02、Cu0.60～0.80、Mo0.20～0.30、Mn+Mo总量小于0.5％，采用等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法包括如下步骤步骤一、用感应电炉熔炼铁液，出炉温度为1480℃～1500℃；步骤二、对出炉后的熔化铁液进行球化处理，并进行孕育处理，处理后的化学成份要求为：C3.60～3.80，Si2.50～2.70，Mn≤0.20，P≤0.035，S≤0.020，Mg0.03～0.05，Re0.01～0.02，Cu0.60～0.80，Mo0.20～0.30，Mn+Mo总量小于0.5％；步骤三、将步骤二处理的球墨铸铁铁液浇注成铁路机车制动装置衬套、球头、球面座的铸造毛坯；步骤四、将步骤三得到的上述零件铸造毛坯进行预先均一化热处理。热处理的温度为890～910℃，时间为2h，然后在空气中冷却；步骤五、将步骤四得到的均一化热处理后的上述零件的铸造毛坯进行机械加工；步骤六、将步骤五进行机械加工后的铁路机车制动装置衬套、球头、球面座进行等温淬火处理：奥氏体化加热890～910℃，时间1h～2h；等温淬火温度240～260℃，时间1h～2h；所述的等温淬火处理后的上述零件的金相组织为针状铁素体+富碳奥氏体+球状石墨；其力学性能为：抗拉强度σb为1460N/mm3～1510N/mm3，伸长率δ为1.6％～4.0％，布氏硬度HB为460～485；步骤七、对等温淬火处理后的上述零件进行金相检查，合格即得成品。...
【技术特征摘要】
1.等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法，该种等温淬
火球铁材料是以球墨铸铁为基础，其特征在于：
该球墨铸铁按照重量份数比包括如下
C3.60～3.80、Si2.50～2.70、Mn≤0.20、P≤0.035、S≤0.020、Mg0.03～
0.05、Re0.01～0.02、Cu0.60～0.80、Mo0.20～0.30、Mn+Mo总量小于0.5％，
采用等温淬火球铁生产铁路机车制动用衬套球头球面座的方法包括如下步
骤
步骤一、用感应电炉熔炼铁液，出炉温度为1480℃～1500℃；
步骤二、对出炉后的熔化铁液进行球化处理，并进行孕育处理，处理后的
化学成份要求为：
C3.60～3.80，Si2.50～2.70，Mn≤0.20，P≤0.035，S≤0.020，Mg0.03～
0.05，Re0.01～0.02，Cu0.60～0.80，Mo0.20～0.30，Mn+Mo总量小于0.5％；
步骤三、将步骤二处理的球墨铸铁铁液浇注成铁路机车制动装置衬套、球
头、球面座的铸造毛坯；
步骤四、将步骤三得到的上述零件铸造毛坯进行预先均一化热处理。热处
理的温度为890～910℃，时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：王怀林，臧全同，孙军，刘炳仁，王烈，
申请(专利权)人：王怀林，王烈，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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