[发明专利]重载铁路用尖轨跟端成型的工艺

说明书

技术领域

本发明属于铁路装备制造技术领域，特别是铁路道岔配件技术领域。

背景技术

重载铁路道岔用75kg/m钢轨跟端成型，是一种新型的跟端成型形式，该尖轨由成型段和标准钢轨加工而成。其设计是以钢轨成型段的轨头中心线和母材的轨头中心线重合为原则，75kg/m钢轨尖轨跟端成型是以60AT为原料，应用三向压应力(两向压应变，一向拉应变)的特定加工手段直接压型，然后通过机加工使跟端成型为75kg/m标准钢轨，从而与线路上的标准钢轨连接(焊接、胶结或接头夹板)，见附图3(跟端示意图)。

原有的75kg/m钢轨跟端成型如下的缺陷：

a.跟端成型钢轨高度偏低，轨底无机加工量；

b.轨头下颚严重缺肉；

c.轨底面存在擀压折叠的痕迹；

d.轨底宽度达不到设计要求(偏小)；

原60矮型特种断面钢轨成型为60标准断面钢轨的跟端成型工艺为：先加热钢轨压型段，然后进行压制，压制时，钢轨倒立，操作人员要来回反复的推两次模具，然后装炉，进行加热，再进行一次压制，这次只需要终锻模具，同时配有一些辅助的轨底成型模具，进行反复的擀压，使之成型。

原来尖轨跟端成型的工艺采用开放式模锻，其成型分为预锻(横向擀压和纵向擀压)和终锻，预锻和终锻分别采用不同的模具完成。造成金属的严重损失，而导致出现诸多的不合格项点，不能满足产品的设计要求。

发明内容

本发明目的是提出一种重载铁路用尖轨跟端成型可行的工艺，以快速高效的生产高质量的产品。

具体地说，本发明的目的是保证重载铁路用尖轨跟端成型质量，具体实施采用的工艺，包括预锻工序和终锻工序，其关键是预锻工序进行两次，第一次是将钢轨装入加热炉，待钢轨表面加热温度达到1050±50℃，出炉后将钢轨侧放在封闭成型模具内进行一次预锻，使之达到拔高轨腰的目的；然后再将装钢轨炉加热至1050±50℃，出炉后钢轨放在封闭成型模具内进行二次预锻使之达到轨腰成型；终锻是将钢轨最后一次装炉，待钢轨表面温度达到1080±50℃，出炉用采用终锻模具进行全面整形。

预锻工序采用的闭式模锻，同时配备相应的成型工装，上模(1-1)、下模(1-2)、轨头挡块(1-3)和轨底挡块(1-4)，形成闭环，保证钢轨初步成型。

终锻工序采用终锻模具通用整形工装。

终锻工序是为通用工装配备终锻模具及相应的工装，包括轨头模(2-1)、底模(2-2)、左侧轨腰活块模(2-3)和右侧轨腰活块模(2-4)。

本发明工艺可达到如下的效果：

a.由于本次设计预锻采用的是闭式模锻，损失少，金属量分配合理，可保证成型质量。

b.增加了大型工装使用的通用性，减少了反复更换工装的次数，提高了劳动效率。

c.彻底解决了成型段跟端轨头下颚缺肉的现象和轨底尺寸偏小的现象，为后续的机加工留有充足的留量。75kg/m钢轨跟端成型质量得到了保障。

d.通过调整正火工艺，尽量缩小热影响区的长度，有力的控制了“马鞍型磨耗”。

本发明方案可用于各种75kg/m钢轨的跟端成型。

附图说明

图1为预锻工序中钢轨和模具安放示意图。

图2为终锻工序中钢轨和模具安放示意图。

图3为尖轨跟端成型示意图。

图4通用整形工装示意图。

具体实施方式

将长度为5400mm的PD₃钢轨装入天然气加热炉，待钢轨表面加热温度达到1050±50℃，出炉用一次预锻模具和相应的工装进行一次预锻，使之达到拔高轨腰的目的；然后再装炉加热至1050±50℃，出炉用二次预锻模具和相应的工装进行二次预锻，使之达到轨腰成型的目的；最后一次装炉，待钢轨表面温度达到1080±50℃，出炉用终锻模具和相应的工装进行全面整形。金属的合理流动符合模具的设计要求，产品质量合格。

本发明成型方案分为预锻和终锻，预锻采用封闭成型模具，采用钢轨侧放的闭式模锻成型方法，彻底取消擀压工序，也略去了反复推模具的诸多环节，保证金属量的合理分配，提高了劳动效率。终锻采用原有上下模架和主要模具，保证各项指标合格。

终锻工装利用已有通用整形工装(见图四)，制造和利用都比较方便，也减少了反复换大型工装的环节，钢轨成型美观，保证了各项指标合格。

本发明的工艺过程是建立在原60矮型特种断面钢轨成型为60标准断面钢轨的跟端成型的基础之上的一种特殊模锻，钢轨采用侧放的加热方式和侧压的压制方式，其中少了反复推模具的工序，也减去了轨底的反复擀压工序，所有的预锻工装都安装在设备之上，该设计是逐渐向自动化方向靠拢，大大的减少了操作人员的工作量。期终锻模具也只有两块，不需要反复的更换。本发明工艺有很大的使用价值。