[发明专利]一种提高高锰钢辙叉局部综合力学性能的方法

说明书

一种提高高锰钢辙叉局部综合力学性能的方法，主要是在铸造高锰钢辙叉时，在心轨宽20‑50mm的范围内将心轨和翼轨加高30‑40mm，加高部分水平长度为560mm；然后将高锰钢辙叉加热到1100‑1200℃，恒压保温3‑6h，使辙叉充分奥氏体化；将高锰钢辙叉放在模具上用锻锤对加高区域进行锻压，压下高度为15‑22mm，且只锻压部分加高高度，对剩余加高部分机械切除，切除的高度为15‑18mm，保证辙叉整体工作表面处于同一个水平面；将高锰钢辙叉加热到1150±10℃，保温20‑40min后立即进行水韧处理，获得良好的单相奥氏体组织。本发明可以在相当程度上减小甚至消除辙叉心轨和翼轨内部的夹杂性缺陷，提高耐磨损能力，延长使用寿命，并且操作较为简单，成本相对低廉，可以大范围推广。

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种提高高锰钢辙叉局部综合力学性能的方法。

背景技术

铁路轨道主要由钢轨，轨枕，道岔，连接部件等组成。道岔一般由转辙器，辙叉及护轨，连接部分组成。辙叉是铁路结构中受损最严重的的部分，辙叉中的心轨更是道岔运行中的薄弱环节。

高速、重载、跨区间无缝线路是铁路发展的大趋势，而这就对铁路辙叉的耐磨损性能和使用寿命提出了新的更高的要求。以正在服役的铁路线路上高锰钢辙叉为研究对象，观察辙叉在服役过程中亚表层微观组织的变化情况，高锰钢辙叉在服役过程中表面奥氏体内产生少量碳原子聚集的现象，其失效模式主要是磨损，压溃变形和疲劳脱落，如果可以找到一种流程操作简单，成本低廉，成型率极高，可以大范围推广的提高高锰钢辙叉表面耐磨性的方法，无疑可以极大的提高高锰钢辙叉的服役时间。

专利CN201810109618.x号提出了一种对铸造高锰钢辙叉进行局部形变热处理方法，该方法中对辙叉进行了部分加高，并对加高部分进行了锻压，但是该方法中，锻压过程压平了全部加高部分，没有考虑到锤头下部的刚性区，而锻造过程中由于锤头下部金属存在刚性区，与锤头共同向下刚性平移，等效应变几乎为零，刚性区的尺寸与锤头尺寸有关一般在10-30mm范围，因此，该发明专利能否有效的提升高锰钢辙叉的耐磨损能力及使用寿命还有待于进一步探讨。而本发明通过仿真计算获得了刚性区的尺寸，对加高体部分压下，切除刚性区，使得剩余部分产生最大等效应变，达到细化晶粒的目的；本发明可以在相当程度上减小甚至消除辙叉心轨和翼轨内部的夹杂性缺陷，提高其耐磨损能力，延长高锰钢辙叉的使用寿命，并且操作较为简单，成本相对低廉，可以大范围推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作便捷，工艺简单，成本低廉，同时可以大幅度提高高锰钢辙叉耐磨损能力以及辙叉使用寿命的一种提高高锰钢辙叉局部综合力学性能的方法。

本发明采用的技术手段如下：

本发明所提出的一种提高高锰钢辙叉局部综合力学性能的方法，该方法包括以下步骤，铸造高锰钢辙叉时，在心轨宽20-50mm的范围内将心轨和翼轨的易损面加高，加高高度为h1，且心轨与翼轨加高部分的水平长度均为L；将铸造加高后的高锰钢辙叉放入加热炉中，充分加热到1100-1200℃后恒压保温3-6h，使辙叉心轨和翼轨进行充分奥氏体化，产生奥氏体混晶组织；将加热后的高锰钢辙叉从加热炉中取出，在模具上用锻锤对高锰钢辙叉的加高区域进行锻压，加高高度为h1，与之对应的锻压压下高度为h2，且只锻压一部分加高高度，对剩余加高部分进行机械切除，切除部分为锤头下方刚性区域，使保留部分的等效应变可达到35-85％，切除的高度为h3，保证高锰钢辙叉整体工作表面处于同一个水平位置；将机械切除处理后的高锰钢辙叉加热到1150±10℃后进行保温处理，保温时间20-40min，使高锰钢辙叉内部进行自由扩散、再结晶和晶粒长大，随后立即进行水韧处理，以获得良好的单相奥氏体组织。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：