[发明专利]一种铁路钢轨激光表面强化工艺

摘要

本发明公开了一种铁路钢轨激光表面强化工艺，先采用激光对钢轨表面进行淬火，然后用激光对钢轨进行回火处理工艺，其显微组织主要为回火马氏体组织，通过激光处理工艺优化，可以钢轨表面得到厚度为0.8-1mm的细化均匀的类似索氏体或屈氏体回火组织，具有较高的硬度（HRC35-50）和耐磨性,同时具有较高的抗弯强度和疲劳强度，从而提高了钢轨的抗粘着、蠕滑和压溃、侧磨、波磨的性能。本发明在保证钢轨整体抗弯强度、断裂韧性、疲劳强度等力学性能不变的前提下显著减少了钢轨的波磨、侧面磨耗及掉块的现象，显著提高了钢轨稳定性及耐蚀性能和使用寿命，节约了更换钢轨时间和维护成本并降低行车阻力，节约燃料，延长铁路钢轨的服役期。

主权项

一种铁路钢轨激光表面强化工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：（1）去除钢轨表面油污或锈迹并抛光；（2）用超声波探伤法对钢轨进行探伤检验，要求钢轨表面无裂纹、剥落缺陷；（3）将与粘接剂混合好的SiO₂吸光涂料均匀地预置在钢轨表面，自然风干或风扇吹干，以提高钢轨表面对CO₂激光的吸收率；涂料、稀释剂与粘接剂的配比为：100～150ｇSiO₂＋600～800ｍｌ酒精＋10g漆片，预置厚度为30～50µｍ；（4）用宽带积分镜技术将圆形光斑转变成尺寸为长×宽＝10ｍｍ×1ｍｍ或30ｍｍ×1ｍｍ矩形光斑进行扫描；（5）用5000W横流二氧化碳激光器快速扫描钢轨表面，使钢轨表面实现激光表面淬火；其工艺参数如下：聚焦镜F=250‑400mm 淬火功率P=1500‑5000W 光斑尺寸D=10‑30mm 扫描速度V=200‑1500mm/min 搭接宽度为0.5～1mm；利用高功率5000W横流二氧化碳激光器再次快速扫描钢轨淬火表面，使钢轨淬火表面实现回火处理；其工艺参数如下：聚焦镜F=250‑400mm淬火功率P=1500‑5000W光斑尺寸D=10‑30mm扫描速度V=1000‑5000mm/min搭接宽度为0.5～1mm；钢轨淬火后探伤：用超声波探伤设备对步骤（5）和（6）中淬火后的钢轨进行探伤，要求钢轨不得有裂纹产生。