[發明專利]一種道岔軌的熱處理方法和道岔軌

有效

• 申請號: 201210590752.9
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103898303A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 鄒明;韓振宇;梅東生;鄧勇;郭華;徐權;王春建
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司
• 主分類號: C21D9/04
• 分類號: C21D9/04;E01B7/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術領域

本發明涉及一種道岔軌的熱處理方法和一種由本發明的道岔軌的熱處理方法得到的道岔軌。

背景技術

隨著鐵路運輸事業的快速發展，大運量、高軸重、高密度的鐵路運輸模式已初步形成。在愈加苛刻的線路條件下，鐵路鋼軌及道岔軌的傷損問題日益突出。道岔軌不僅是實現鐵路連接和交叉的重要設備，而且還是影響線路運行效率和行車安全的關鍵環節。

目前，道岔軌主要由鋼軌生產廠家提供原料，由道岔軌生產企業進行銑削加工及后序處理。一般來說，由于熱軋態道岔軌強度與硬度較低，在列車特別是重載列車沖擊載荷的作用下，易于產生剝離掉塊、過快磨損等有害缺陷。因此，加工完成后需進行熱處理，以提高道岔軌的綜合性能、延長其使用壽命。然而，由于采用先加工后熱處理的模式，鋼軌重新經歷奧氏體化并冷卻后平直度等參數難以滿足更高要求，限制了道岔軌在高速及準高速線路的應用。同時，離線加熱條件下軌頭硬化層深度有限，一般在15mm以內，而道岔尖軌最高加工深度達到23mm，硬化效果難以有效利用，從而影響道岔的服役壽命。

近年來，鋼軌在線熱處理技術的發展為道岔軌熱處理提供了新的思路：通過對軋后帶有余熱的鋼軌的軌頭及其它部位施加加速冷卻介質，可以獲得較熱軋態顯著提升的性能指標。

發明內容

本發明的目的在于，在現有技術的基礎上提供一種能夠使得得到的道岔軌的軌頭工作側的抗拉強度及硬度較軌頭非工作側的抗拉強度及硬度明顯提高且具有良好的平直度的道岔軌的熱處理方法。

本申請的申請人在研究過程中發現，直接采用現有的鋼軌在線熱處理技術處理道岔軌仍存在較大的技術缺陷，因為，相比于普通鋼軌，道岔軌為非對稱斷面，其軌頭工作側面積所占比例高于軌頭非工作側，因此，如果按照現有技術的鋼軌在線熱處理技術進行道岔軌的熱處理，在道岔軌的軌頭工作側與軌頭非工作側采用相同的加速冷卻工藝進行加速冷卻，將使得在加速冷卻過程中，由于軌頭工作側熱容高，冷卻較慢，一方面無法獲得優異的性能指標的道岔軌；更重要的是，在加速冷卻過程中，冷速較快的一側（即軌頭非工作側）將向冷速較慢的一側（即軌頭工作側）彎曲，對道岔軌全長的平直度及后序的矯直工序帶來不利影響；而如果同時提高軌頭工作側和軌頭非工作側的冷卻速率，則將顯著增大異常顯微組織產生的風險，導致道岔軌報廢。因此，按照現有的鋼軌在線熱處理技術進行道岔軌的熱處理難以有效滿足道岔軌的生產要求。

在上述基礎上，本申請的申請人經過創造性的勞動發現，在道岔軌的軌頭工作側和道岔軌的軌頭非工作側施加不同的加速冷卻速度，且保證道岔軌的軌頭工作側的加速冷卻速度比道岔軌的軌頭非工作側的加速冷卻速度高可以解決上述技術難題，并且需要保證加速冷卻的初始階段待處理的道岔軌的軌頭踏面溫度為900-650℃。因為，當溫度高于900℃時，道岔軌表層受到冷卻介質的激冷，溫度迅速降低；此時，來自軌頭心部及軌腰部位的熱量迅速向表層擴散，將在軌頭踏面下方約5mm-15mm內形成一個溫度緩慢降低的區域，因此隨著冷卻過程的進行，相變將在較小的過冷度下開始并相繼完成，由于在該溫度條件下溫度降低緩慢，從而使得最終得到的道岔軌強度及硬度等指標偏低，無法滿足線路使用需求，而當溫度低于650℃時，由于該溫度距離相變點溫度較近，過快的冷速將使鋼軌表層及表層下方一定深度內產生貝氏體、馬氏體等異常組織的風險顯著提高，而異常組織的產生將使道岔軌報廢，造成嚴重損失。基于上述發現，完成了本發明。

為實現上述目的，根據本發明的第一方面，本發明提供了一種道岔軌的熱處理方法，其中，該方法包括：將待處理的軌頭踏面溫度為650-900℃的道岔軌進行加速冷卻以得到全珠光體組織的道岔軌，其中，道岔軌的軌頭工作側的加速冷卻速度高于道岔軌的軌頭非工作側的加速冷卻速度。

根據本發明的第二方面，本發明提供了按照本發明所述的熱處理方法得到的道岔軌。

按照本發明的道岔軌的熱處理方法得到的道岔軌，軌頭工作側的硬度及抗拉強度均比軌頭非工作側的硬度高，例如在本發明的優選的實施方式中，道岔軌的軌頭工作側的硬度比軌頭非工作側的硬度高1-3HRC，道岔軌的軌頭工作側的抗拉強度比軌頭非工作側的抗拉強度高20-50MPa，并且道岔軌具有良好的平直度，使用過程中滾動接觸疲勞性能和耐磨損性能良好，非常適用于對抗接觸疲勞傷損和耐磨損性能較高的普通客貨混運和重載鐵路。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明