[发明专利]耐腐蚀高速铁路钢轨生产方法

说明书

本发明设计高速钢轨生产方法领域，尤其是一种提高钢轨表层铬镍铝碳成分，并利用渗铬和渗碳原理，提高钢轨表层耐蚀性能和防脱碳能力的耐腐蚀高速铁路钢轨生产方法，利用钢轨轧制的轧制余热，对钢轨施加1‑3℃/s的加速冷却操作，在该热处理操作后，再利用钢轨热处理余热，对钢轨表面喷涂热熔锌液。本发明得到的钢轨表层富含耐蚀物质锌层，提高了钢轨的综合性能和表层耐蚀性能。钢轨钢碳含量为0.3‑0.7％，抗拉强度500‑900MPa，延伸率≥10％，耐腐蚀性能优异。最终得到的钢轨表层碳含量为正偏析，脱碳层深度较浅及表层富含耐蚀性能优良的铬镍铝合金材质，以提高钢轨表层耐蚀和降低脱碳层深度。本发明尤其适用于耐腐蚀高速铁路钢轨的生产之中。

技术领域

本发明设计高速钢轨生产方法领域，尤其是一种耐腐蚀高速铁路钢轨生产方法。

背景技术

随着国内外高铁的发展，高铁建设及高铁线路维护对钢轨内在和表面质量提出了更高的要求。高速铁路用钢轨在隧道或是沿海环境中，钢轨腐蚀已成为一个较为突出的问题，也成为钢轨伤损下道的主要原因。由于钢轨使用的安全及经济性，无法添加过多的防腐合金元素，只能以碳素或是微合金钢轨进行生产供货，利用钢轨基体无法进行有效的防腐。目前，国内外钢轨生产厂家主要以钢轨表面喷涂隔离剂进行防腐，但钢轨耐蚀性能或是环保问题不理想。

高速铁路用钢轨在铺设使用过程中，需对钢轨踏面进行预打磨处理，既修磨了钢轨表面，也要修磨表面脱碳层，以减少钢轨波磨现象。钢轨表层过深的脱碳层，带来的是打磨的困难及成本。为减少钢轨打磨深度，铁路总公司曾要求钢轨出厂脱碳层深度≤0.3mm，但国内钢轨生产厂家成材率较低，最终仍以钢轨出厂脱碳层深度≤0.5mm验收。因此，降低脱碳层成为另一高速铁路用钢轨难题。

由于高铁列车轴重轻，运行速度较快，因此高速铁路用钢轨要求以强度降低的U71Mn热轧态供货，钢轨强度为现有钢种最低，但要求韧塑性较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高钢轨表层铬镍铝碳成分，并利用渗铬和渗碳原理，提高钢轨表层耐蚀性能和防脱碳能力的耐腐蚀高速铁路钢轨生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：耐腐蚀高速铁路钢轨生产方法，利用钢轨轧制的轧制余热，对钢轨施加1-3℃/s的加速冷却操作，在该热处理操作后，再利用钢轨热处理余热，对钢轨表面喷涂热熔锌液。

进一步的是，对钢轨表面喷涂热熔锌液的喷涂厚度为0.1-0.5mm。

进一步的是，对钢轨表面喷涂热熔锌液的喷涂温度为400-600℃。

进一步的是，所述钢轨的基体化学成分质量百分比分别为：C含量为0.1-0.9％、Si含量为0.1-0.8％、Mn含量为0.15-1.2％、Cr≤0.4％、V≤0.020％、Nb≤0.40％、P≤0.025％、S≤0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的是，所述钢轨在浇铸时的浇铸方式为：采取低S的入炉铁水，采取高碱度精炼渣，并且全程保护浇注。

进一步的是，所述浇铸过程中所使用的增碳剂为无烟煤和低N合金。

进一步的是，所述钢轨在浇铸时的LF加热过程中，使用发泡剂从而防止与空气接触以及防止吸入过多的N。

进一步的是，所述钢轨在浇注后得到的铸坯进入缓冷坑进行缓冷。

进一步的是，所述钢轨在浇铸经加热奥氏体均匀后，利用≥18MPa的高压水枪进行全断面高效除磷。

进一步的是，钢轨轧制方法为万能轧制法。