AT516736B1 - Radreifen für ein Schienenrad - Google Patents

Radreifen für ein Schienenrad Download PDF

Info

Publication number
AT516736B1
AT516736B1 ATA50121/2015A AT501212015A AT516736B1 AT 516736 B1 AT516736 B1 AT 516736B1 AT 501212015 A AT501212015 A AT 501212015A AT 516736 B1 AT516736 B1 AT 516736B1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
wheel
tire
cast
cast iron
rail
Prior art date
Application number
ATA50121/2015A
Other languages
English (en)
Other versions
AT516736A4 (de
Inventor
Johannes Hirtenlechner
Franz-Josef Weber
La Prida Caballero Ruben De
Original Assignee
Siemens Ag Oesterreich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ag Oesterreich filed Critical Siemens Ag Oesterreich
Priority to ATA50121/2015A priority Critical patent/AT516736B1/de
Priority to PCT/EP2016/052905 priority patent/WO2016131701A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT516736A4 publication Critical patent/AT516736A4/de
Publication of AT516736B1 publication Critical patent/AT516736B1/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00Wheels characterised by rail-engaging elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B60B17/0055Wheels characterised by rail-engaging elements with non-elastic tyres (e.g. of particular profile or composition)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B60B17/0055Wheels characterised by rail-engaging elements with non-elastic tyres (e.g. of particular profile or composition)
    • B60B17/0058Wheels characterised by rail-engaging elements with non-elastic tyres (e.g. of particular profile or composition) characterised by their fixing to wheel bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/34Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tyres; for rims
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D5/00Heat treatments of cast-iron

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radreifen aus Gusswerkstoff für ein Schienenrad, wobei der Radreifen aus Gusseisen mit Kugelgraphit besteht.

Description

Beschreibung
RADREIFEN FÜR EIN SCHIENENRAD TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die Erfindung betrifft einen Radreifen aus Gusswerkstoff für ein Schienenrad, also für ein Rad eines Schienenfahrzeugs. Das fertige Schienenrad besteht aus einem Radkörper und dem Radreifen, wobei beide Teile getrennt voneinander gefertigt und erst anschließend zum Schienenrad zusammengefügt werden.
[0002] Einschlägige Schienenräder zeichnen sich dadurch aus, dass der Radreifen einen Spurkranz aufweist.
STAND DER TECHNIK
[0003] Der Hersteller von Radsätzen für Schienenfahrzeuge ist bestrebt, dass die Radsätze möglichst wenig Gewicht haben, somit sollten auch die Räder und Radreifen möglichst leicht sein, aber dennoch die nötigen technischen Eigenschaften, wie möglichst geringe Abnutzung und hohe Festigkeit, erfüllen. Gewicht kann durch Optimierung der Gestalt der Schienenräder reduziert werden und/oder durch den Einsatz leichterer Materialien.
[0004] Grundsätzlich ist es bekannt, etwa aus der DE 203 06 253 U1, ein Vollrad für Radsätze von Schienenfahrzeugen aus ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (Austempered Ductile Iron, ADI) herzustellen, das leichter ist als Stahlguss- oder Stahlschmiedeteile. Stahl hat eine Dichte von 7850 kg/m3, während ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) oder Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) eine Dichte von nur 7100 kg/m3 hat.
[0005] Leichtere Materialien, etwa der Verzicht auf gewalzten oder geschmiedeten Stahl, geht aber oft zu Lasten der gewünschten hohen Festigkeit des Schienenrades.
[0006] Es ist beispielsweise aus der US 2979 A, der US 3037 A und der US 509409 auch bekannt, Radreifen und Radkörper eines Schienenrades getrennt zu gießen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0007] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen Radreifen zur Verfügung zu stellen, der im Hinblick auf die Festigkeit und geringe Abnützung des Schienenrades ausgelegt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0008] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Radreifen aus Gusswerkstoff gemäß Anspruch 1.
[0009] Gusswerkstoffe haben in der Regel den Vorteil, ein geringeres spezifisches Gewicht zu haben als geschmiedete Werkstoffe. Durch die Zusammensetzung der Legierungsbestandteile sowie durch die Verfahrensführung, insbesondere Temperaturführung, können dennoch günstige Eigenschaften des Radreifens im Hinblick auf Festigkeit und geringe Abnützung erzielt werden.
[0010] Darüber hinaus kann der zugehörige Radkörper wahlweise ebenfalls aus einem Gusswerkstoff hergestellt sein oder anders hergestellt werden, etwa konventionell geschmiedet sein. Eine andere Herstellungsart des Radkörpers hat den Vorteil, dass der Radkörper dann Eigenschaften aufweisen kann, die der gegossene Radreifen nicht bieten kann, bzw. können so etwaige Nachteile des gegossenen Radreifens ausgeglichen werden.
[0011] Eine besondere Gewichtseinsparung kann erreicht werden, wenn der Radreifen aus Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt wird.
[0012] Der Radreifen wird nach dem Gießen vorzugsweise wärmebehandelt, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
[0013] Insbesondere kann der Radreifen aus ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) hergestellt werden, [0014] Sogenanntes ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit wird im Englischen als Aus-tempered Ductile Iron (ADI) bezeichnet, wobei die Abkürzung ADI auch im Deutschen gebräuchlich ist. ADI ist ein austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit, die mechanischen Eigenschaften von ADI sind beispielsweise in der Europäischen Norm EN 1564 beschrieben. ADI ist ein verzugsarm isothermisch vergütetes Gusseisen mit Kugelgraphit. Es zeichnet sich aus durch eine sehr günstige Kombination von Festigkeit und Dehnung sowie hohe Wechselfestigkeit und günstiges Verschleißverhalten.
[0015] Als Basis für ADI dient Gusseisen mit Kugelgraphit. Um die isothermische Umwandlung ohne Perlitbildung oder Bainitbildung zu erreichen, werden die für ADI bestimmten Schmelzen in der Regel mit geringen Mengen von Kupfer, Molybdän, Mangan und Nickel legiert. Wegen der notwendigen Makro- und Mikrohomogenität werden hohe Qualitätsanforderungen an die ADI-Gussstücke gestellt.
[0016] Die in der Regel auf Maß bearbeiteten Werkstücke werden in einem Ofen unter Schutzatmosphäre auf die Austenitisierungstemperatur von 850-950 °C aufgeheizt. Die Haltezeit ist durch die Wandstärke und die chemische Zusammensetzung der Gussstücke bestimmt. Nach der vollständigen Austenitisierung wird das Gussstück sehr schnell ins Abschreckbad umgehängt und auf die gewünschte Temperatur der isothermischen Transformation abgekühlt (abgeschreckt). Als Abschreckmedium wird sehr oft ein Salzbad verwendet. Die Umwandlungstemperatur liegt zwischen 220 und 450 °C. Die Umwandlungszeit beträgt mehrere Stunden. Zu geringes Halten führt zu metastabilem Restaustenit, zu langes Halten zur Umwandlung in (echten) Bainit (Ferrit mit integrierter Karbidausscheidung). Beides ist ungünstig für die typischen ADI-Eigenschaften.
[0017] Die Temperatur der isothermischen Umwandlung beeinflusst das entstehende Gefüge und dadurch die mechanischen Eigenschaften der Gussstücke. Je niedriger die Temperatur, desto höher ist die resultierende Härte und Festigkeit des Materials (bzw. desto geringer der Restaustenitanteil).
[0018] Der Radreifen kann aber auch aus weiteren Sorten von ferritischem oder perlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt werden, sowie aus Stahlguss, wobei man Legierungen auswählt, die eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit aufweisen.
[0019] Das Gießen des Radreifens erlaubt eine Reduktion der Herstellungskosten, weil es weniger Energie als etwa das Schmieden benötigt. Bei entsprechender Auswahl des Gusswerkstoffes können sogar die Verschleißeigenschaften im Vergleich zu Schmiedestahl verbessert werden sowie die akustischen Eigenschaften des Radreifens durch verminderte Laufflächenrauheit und/oder durch die innere Dämpfung des Gusswerkstoffes verbessert werden, insbesondere bei Verwendung von ADI.
[0020] Zudem können durch das Gießen Reifenformen hergestellt werden, die bezüglich Festigkeit günstiger sind als geschmiedete Reifen.
[0021] Bei den ausgewählten Gusswerkstoffen ist darauf zu achten, dass die für Eisenbahnrä-der notwendigen Werkstoffeigenschaften erfüllt sind. So sind in der Regel eine Härte von mindestens 270 HB, eine Zugfestigkeit von mindestens 800 MPa und eine Bruchdehnung von mindestens 10% erforderlich.
[0022] Wenn ein Radkörper mit einem erfindungsgemäßen Radreifen kombiniert wird, wären folgende Werkstoffe für den Radkörper günstig: Aluminiumguss, wegen des geringen Gewichts; Grauguss oder - besser - Sphäroguss (Gusseisen mit Kugelgraphit), wegen der geringen Materialkosten, Sphäroguss auch wegen der guten inneren Dämpfung; Stahlguss, ADI.
[0023] Der erfindungsgemäße Radreifen ist besonders geeignet für sogenannte Light Rail Anwendungen, etwa für Fahrzeuge bis max. 12,5 Tonnen, wegen der geringen Massen und Geschwindigkeiten. Bei Light Rail Anwendungen sind wegen der akustischen Eigenschaften mehrteilige Räder üblich.

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    1. Radreifen aus Gusswerkstoff für ein Schienenrad, dadurch gekennzeichnet, dass der Radreifen aus Gusseisen mit Kugelgraphit besteht.
  2. 2. Radreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radreifen aus ausferriti-schem Gusseisen mit Kugelgraphit besteht.
  3. 3. Radreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radreifen aus ferriti-schem oder perlitischem Gusseisen mit Kugelgraphit besteht.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung eines Radreifens nach einem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radreifen nach dem Gießen wärmebehandelt wird.
  5. 5. Schienenrad mit einem Radreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Radkörper aus Aluminiumguss, Grauguss, Gusseisen mit Kugelgraphit, ADI oder Stahlguss besteht. Hierzu kein Blatt Zeichnungen
ATA50121/2015A 2015-02-17 2015-02-17 Radreifen für ein Schienenrad AT516736B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50121/2015A AT516736B1 (de) 2015-02-17 2015-02-17 Radreifen für ein Schienenrad
PCT/EP2016/052905 WO2016131701A1 (de) 2015-02-17 2016-02-11 Radreifen für ein schienenrad

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50121/2015A AT516736B1 (de) 2015-02-17 2015-02-17 Radreifen für ein Schienenrad

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT516736A4 AT516736A4 (de) 2016-08-15
AT516736B1 true AT516736B1 (de) 2016-08-15

Family

ID=55398270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50121/2015A AT516736B1 (de) 2015-02-17 2015-02-17 Radreifen für ein Schienenrad

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT516736B1 (de)
WO (1) WO2016131701A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112725685B (zh) * 2020-12-10 2021-12-24 山东卢斯得机械股份有限公司 一种基于废旧轮胎中的钢丝的制动部件材料,由其制备的制动部件及制法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2979A (en) * 1843-02-24 creed
US3037A (en) * 1843-04-10 Manner of constrttcting cast-iron wheels for locomotive steam-engines
US509409A (en) * 1893-11-28 Robert
DE1118472B (de) * 1958-05-21 1961-11-30 Kurt Dies Dr Ing Verwendung von vergueteten Leichtmetall-Gusslegierungen als Werkstoff fuer Schienenfahrzeugraeder mit aufgeschrumpftem Stahlradkranz

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA499958A (en) * 1954-02-16 Greenberg Leon Railway or other trackline wheel and method of making the same
CN102560228B (zh) * 2012-02-16 2013-12-11 扬州华铁铁路配件有限公司 一种adi材料车轮的生产方法
CN103952617A (zh) * 2014-05-14 2014-07-30 扬州大学 新型奥贝球铁火车轮材料合金及其冶炼工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2979A (en) * 1843-02-24 creed
US3037A (en) * 1843-04-10 Manner of constrttcting cast-iron wheels for locomotive steam-engines
US509409A (en) * 1893-11-28 Robert
DE1118472B (de) * 1958-05-21 1961-11-30 Kurt Dies Dr Ing Verwendung von vergueteten Leichtmetall-Gusslegierungen als Werkstoff fuer Schienenfahrzeugraeder mit aufgeschrumpftem Stahlradkranz

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016131701A1 (de) 2016-08-25
AT516736A4 (de) 2016-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4966316B2 (ja) 冷間加工性及び焼入れ性に優れた鋼線材、及びその製造方法
US6547890B2 (en) Steel wire rod for cold forging and method for producing the same
RU2494165C2 (ru) Высокопрочный, высоковязкий тонкий стальной пруток и способ его изготовления
EP0091897B1 (de) Kaltverfestigender austenitischer Manganhartstahl und Verfahren zur Herstellung desselben
US2562467A (en) Armor plate and method for making same
WO2017201729A1 (zh) 复合铸造异型轧辊及其制备方法
EP2749659A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils sowie Kraftfahrzeugbauteil
EP2486162B1 (de) Bainitisches gusseisen mit kugelgraphit und herstellungsverfahren zur bildung des zwischengefüges
EP3209806A1 (de) Ultrahochfester thermomechanisch behandelter stahl
WO2009090228A1 (de) Bauteile aus hochmanganhaltigem, festem und zähem stahlformguss, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung
JP4361686B2 (ja) 鋼材及びその製造方法
EP3512967A1 (de) Verfahren zur herstellung eines umgeformten bauteils aus einem manganhaltigen stahlflachprodukt und ein derartiges bauteil
DE102016115618A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines höchstfesten Stahlbandes mit verbesserten Eigenschaften bei der Weiterverarbeitung und ein derartiges Stahlband
DE102016117508B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Stahlflachprodukts aus einem mittelmanganhaltigen Stahl und ein derartiges Stahlflachprodukt
CN103014535B (zh) 车轴钢及车轴
JP5690949B2 (ja) 冷間伸線型高靭性非調質線材及びその製造方法
EP3211109B1 (de) Verfahren zur herstellung eines warmformwerkzeuges und warmformwerkzeug hieraus
DE102012003791B3 (de) Verfahren zur Herstellung hochfester Formteile aus Stahlguss mit TRIP-Effekt und mit austenitisch-martensitischem Gefüge
EP3088537A1 (de) Herstellverfahren hpi-gusseisen
CH648353A5 (de) Gussteile mit hoher schlagzaehigkeit und ein verfahren zu deren herstellung.
AT516736B1 (de) Radreifen für ein Schienenrad
DE102016117494A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines umgeformten Bauteils aus einem mittelmanganhaltigen Stahlflachprodukt und ein derartiges Bauteil
DE112015004992T5 (de) Walzdraht mit verbesserter festigkeit und schlagzähigkeit und herstellungsverfahren für diesen
GB2101014A (en) Manufacture of seamless steel pipe
EP1152164B1 (de) Bremsscheibe für Motorfahrzeuge sowie Stahllegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20200217