技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵道轍叉及其制造方法。

背景技術(shù)

轍叉是鐵道的重要組成部件，也是損傷最嚴(yán)重的部位。目前我國(guó)鐵路上使用的固定型轍叉有兩種：一種是貝氏體鋼心軌和高碳鋼翼軌組合轍叉，它是通過螺栓緊固而成，通常稱之為拼裝式貝氏體鋼轍叉；另一種是鑄造高錳鋼轍叉，它是通過鑄造整體成形，通常稱之為高錳鋼整鑄轍叉。高錳鋼轍叉具有韌性好，承載硬化，耐磨等優(yōu)點(diǎn)，但鑄造高錳鋼轍叉又存在難以避免的鑄造缺陷，如疏松、縮孔及晶粒過于粗大等，在運(yùn)營(yíng)過程中易引起縱向水平裂紋，垂直裂紋、壓塌、剝離掉塊等早期失效而影響使用壽命，難以適應(yīng)重載的運(yùn)輸要求。目前的所謂貝氏體鋼轍叉，其翼軌幾乎都是采用普通高碳鋼軌鋼制造，然而，鋼軌鋼的疲勞性能和韌性較差，因此，往往因翼軌早期破壞而使整個(gè)貝氏體鋼轍叉被迫下線，使用效果不理想。貝氏體鋼因其具有高強(qiáng)度、高韌度和適當(dāng)?shù)挠捕缺憩F(xiàn)出優(yōu)良的抗接觸疲勞和耐磨性能，尤其是它具有較好的焊接工藝性能，使它成為制作新型重載高速鐵路用轍叉的理想材料之一。因此，它在制作鐵路轍叉方面得到越來越廣泛的應(yīng)用，并且有逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)高錳鋼轍叉的勢(shì)頭。隨之也有許多貝氏體鋼轍叉的專利相繼問世，中國(guó)專利?CN02157927.X公布了一種貝氏體鋼電渣熔鑄復(fù)合轍叉心軌，其制作的工藝流程為：備料→電渣熔鑄復(fù)合→機(jī)加工→熱處理→探傷→成品；其結(jié)構(gòu)為由無碳化物貝氏體鋼轍叉心軌和普通鋼軌即叉根軌復(fù)合組成的；心軌主要合金元素是Si、Mn、Cr、Mo、Ni，附以微量元素V和Nb，其余為Fe。中國(guó)專利98124899.3公布一種鐵道轍叉專用材料，發(fā)明者把它命名為鐵道轍叉專用超高韌可焊接空冷鴻康貝氏體鋼，此發(fā)明以Mn、Si為主要合金元素，輔以Cr、Ni、Mo等元素，經(jīng)奧氏體化后空冷即可到貝氏體／馬氏體復(fù)相組織；其基礎(chǔ)化學(xué)成分為（Wt％）：C?0.10～0.65、Si?≤2.65、Mn?0.50～3.20、?Cr?0.20～2.80、Ni?≤3.50、Mo?≤2.00、余下是Fe。我國(guó)的另一項(xiàng)研究成果報(bào)道了“新一代高性能新型合金鋼新材料”，它是以Si和Mn為主要合金元素，Cr、Mo、Ni為輔，輔以Re、V、Ti變質(zhì)的鐵路道岔心軌，具體化學(xué)成分為：0.25～0.4%?C、1.0～2.5%?Si、1.0～2.5%?Mn、1.0～2.0%?Cr、0.3～0.8％?Mo、0.3～1.0%?Ni，以及微量的Re、B、V、Ti。這種鋼用鍛造方法成形，正火或退火態(tài)獲得貝氏體組織。使用狀態(tài)下鋼的機(jī)械性能指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度σ_b1240～1360?MPa、屈服強(qiáng)度σ_s≥1100?MPa、延伸率δ₅≥8%、室溫沖擊韌性≥75J/cm²、低溫沖擊韌性≥40J/cm²(-40℃)、硬度HRC37～42。然而，目前還沒有全貝氏體鋼轍叉的報(bào)道。

關(guān)于貝氏體鋼與碳鋼鋼軌鋼進(jìn)行連接的方法，已有相關(guān)報(bào)道，例如：2004年12月《大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)》報(bào)道了在實(shí)驗(yàn)室條件下貝氏體鋼與高碳鋼軌鋼焊接研究結(jié)果，給出了貝氏體鋼與鋼軌鋼直接進(jìn)行閃光焊接焊接接頭的組織和力學(xué)性能，并且由此得出預(yù)測(cè)性結(jié)論，認(rèn)為貝氏體鋼轍叉與鋼軌直接進(jìn)行閃光焊接是可能的。2005年3月也是《大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)》報(bào)道了在實(shí)驗(yàn)室條件下利用普通電弧焊接方法將貝氏體鋼與高碳鋼軌鋼焊接研究結(jié)果。2006年6月《中國(guó)鐵路》雜志報(bào)道了一項(xiàng)利用閃光焊接直接將貝氏體鋼轍叉與碳鋼鋼軌進(jìn)行焊接，同時(shí)利用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接和埋弧堆焊相結(jié)合進(jìn)行焊接的綜合焊接方法。同時(shí)，有關(guān)將貝氏體鋼與碳鋼鋼軌鋼進(jìn)行連接方法方面的專利技術(shù)也相繼公開，例如中國(guó)專利ZL98232564.9、ZL99210616.8、ZL200420005876.7、ZL200620021783.2和ZL200810054746.5等，國(guó)外專利有JP6228648-A和JP5169295-A等等。這些專利和論文，對(duì)于焊接接頭的焊后熱處理，都只是考慮消除焊接接頭的應(yīng)力而設(shè)計(jì)和進(jìn)行的，沒有任何一個(gè)專利和報(bào)道采用整體熱處理工藝技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容