CN101704092A - 双金属液-液复合捣镐及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双金属液-液复合捣镐及其制造方法。双金属液-液复合捣镐的镐体与镐掌采用双金属液复合浇铸方法成型，将温度为1660-1680℃的低铬普通钢液浇铸倒入捣镐模具中，冷却至1500-1550℃后，再浇入温度为1560-1580℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。本发明的双金属复合捣镐，镐掌的工作面部分与非工作面部分形成良好的冶金结合，结合稳固，不易脱落，镐掌工作面部分硬度高、耐磨性能好，使用寿命长。且工艺简单，成本低，具有较佳的社会经济价值，适宜推广应用。

Description

双金属液-液复合捣镐及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种铁路养护捣固车在捣固作业中使用的捣镐，具体是涉及一种双金属复合捣镐及其制造方法。

背景技术

捣镐是使用在铁路线路大型养护机械——捣固车上的一种易耗工具，通常由镐体和位于镐体下部的镐掌组成。其作用是捣实并紧固铁路线路道床中的石碴，为轨枕提供稳定而坚实的支撑。

目前国内外制造捣镐的工艺主要有两种：一种是采用合金结构钢模锻或低碳钢精铸成捣镐本体，然后在镐掌工作易损部位钎焊硬质合金片，并在镐掌其他部位堆焊耐磨材料制成钎焊硬质合金片捣镐。一种是采用普通钢材加少量铬浇铸成捣镐本体，然后在镐掌工作部分的边缘用合金焊条堆焊制成堆焊捣镐。用以提高捣镐的耐磨性和延长其使用寿命。

生产实践中，捣镐的主要失效形式是镐掌部分的局部磨损。钎焊硬质合金片制造的捣镐使用寿命在60-70公里左右，较耐用。但其成本较高，材料每吨价格百余万元，每支捣镐价格一般在8000-10000元人民币。同时在钎焊硬质合金片时，由于硬质合金片与捣镐材料之间的钎焊属于异种材料间的焊接，连接强度不高，两种材料的线膨胀系数相差极大，钎焊后焊缝周围极易产生很大的内应力，严重时甚至在硬质合金内部产生裂纹，薄片状硬质合金尤其如此。此外，由于焊接面大而复杂，焊接操作困难、温度不易控制、焊接后应力分布复杂等原因，使钎焊后硬质合金的机械性能大大降低，常出现受到冲击而破碎或者合金片脱落等情况，导致其使用寿命降低，耐磨性能也无法得到根本的保证。

堆焊制备的捣镐成本较低，每支捣镐的价格仅在800-1000元人民币左右。但由于其是采用合金焊条进行表层堆焊的方法来提高耐磨性，耐磨层既是合金焊条堆焊的厚度，而受技术的局限，堆焊层的厚度一般在三至四毫米左右，因而耐磨性能不高。同时对焊曾的硬度也是有合金焊条的硬度决定，合金焊条本身的硬度仅为HRC60-62左右，因此磨损较快，使用寿命不长，大约在25-30公里左右。

由于捣镐对铁路路基的捣固工作是在列车通过的间隙时间进行的，特定的工作条件致使使用者没有时间对捣镐进行频繁的更换。因此，如何保证既提高捣镐工作部分的硬度和耐磨度而又不降低镐体的韧性、不增加生产成本，成为本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双金属复合捣镐及其制造方法，以有效简化生产工艺，提高捣镐性能，以解决现有捣镐使用寿命短、生产成本高的问题。

为达上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种双金属液-液复合捣镐的制造方法，镐体与镐掌采用双金属液复合浇铸方法成型，即将温度为1660-1680℃的低铬普通钢液浇铸倒入捣镐模具中，冷却至1500-1550℃后，再浇入温度为1560-1580℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐.

本发明还可通过以下方法进一步实现：

所述的双金属液-液复合捣镐的制造方法，其中，所述低铬普通钢浇铸部分为镐体及镐掌上端占镐掌整体1/2-2/3的非工作面部分；所述由高铬钼镍钨合金熔液浇铸部分为镐掌下端占镐掌整体1/3-1/2的工作面部分。

所述的双金属液-液复合捣镐的制造方法，其中，所述低铬普通钢为45号钢或35CrMo合金，含碳量为0.3-0.45％；所述高铬钼镍钨合金中含铬25-45％、钼0.5-2％、镍0.6-2％、钨0.5-2％、碳3.5-4.5％、余量为铁。

所述的双金属液-液复合捣镐的制造方法，其中，所述高铬钼镍钨合金中含铬30％、钼1％、镍0.6％、钨1％、碳3.5-4％。

本发明还公开了一种双金属液-液复合捣镐，该捣镐由镐体及镐掌组成，其中，镐体及镐掌上端占镐掌整体1/2-2/3的非工作面部分由低铬普通钢浇铸而成；镐掌下端占镐掌整体1/3至1/2的工作面部分由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，镐掌的工作面部分复合在镐掌的非工作面部分上。

所述的双金属液-液复合捣镐，其中，高铬钼镍钨合金中含铬25-45％、钼0.5-2％、镍0.6-2％、钨0.5-2％、碳3.5-4.5％、余量为铁。最佳的，高铬钼镍钨合金中含铬30％、钼1％、镍0.6％、钨1％、碳3.5-4％。

由于采用了上述技术方案，使得本发明具备如下技术效果：

1、本发明利用高铬钼镍钨合金的高硬度和低铬普通合金的强韧性，采用液-液浇铸复合工艺将二者复合为一体。由于采用的两种合金材料的含碳量不同，在设定的温度条件下，两种液体只在表面结合，不会出现材料混合的现象，凝固后形成界限分明的复合层，从而使镐掌非工作面部分与镐掌工作面部分形成良好的冶金结合，得到高硬度、高耐磨性的镐掌工作面。镐体与镐掌非工作面部分采用韧性好的普通低铬钢，也保证了镐体的韧性，不易断裂。

2、本发明的镐掌工作面部分与镐掌的非工作面部分熔为一体，镐体与镐掌非工作面亦采用浇铸方式得到一体结构，其结合稳固，不易脱落，捣镐工作面耐磨部分的体积较大，使用寿命长。

3、本发明镐体采用符合强度及韧性要求的廉价普通钢材；仅镐掌工作面部分采用超强耐磨的高铬钼镍钨合金材料，大大降低了成本，其价格与堆焊捣镐相当。

4、本发明制得的捣镐，其工作面每一百公里仅磨损约二公分，采用GB/T699-1999检测标准测量，其硬度可达HRC68-70(钎焊硬质合金片捣镐硬度为HRC66-68，堆焊捣镐硬度为HRC60-62)，耐磨性能好，产品的使用寿命长，实验结果反应，其使用寿命是堆焊捣镐的3倍以上。

4、本发明工艺简单，容易操作，具有较佳的社会经济价值，适宜推广应用。

附图说明

图1为本发明双金属复合捣镐的结构示意图。

图中1-镐体；2-镐掌，21-镐掌非工作面部分，22-镐掌工作面部分。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明。

实施例1：

参见图1所示，一种双金属液-液复合捣镐，由镐体1及镐掌2组成，镐体1及镐掌2上端占镐掌1整体1/2的非工作面部分21由35CrMo合金浇铸而成，其含碳量为0.3％；镐掌2下端占镐掌2整体1/2的工作面部分22由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，该高铬钼镍钨合金中含铬25％，钼0.5％，镍1％，钨0.5％，碳3.5％，余量为铁。镐掌的工作面部分22复合在镐掌的非工作面部分21之上。

本实施例的制造方法如下：

采用两个熔炼电炉分别熔炼低铬普通钢和高铬钼镍钨合金。首先将温度为1660℃的35CrMo合金熔液浇铸倒入捣镐模具中，浇铸至镐掌2的1/2处，冷却至1500℃后，再浇入温度为1560℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。采用GB/T699-1999标准进行检测，其镐体硬度达HRC35，镐掌工作面硬度达HRC68。

实施例2：

参见图1所示，一种双金属液-液复合捣镐，由镐体1及镐掌2组成，镐体1及镐掌2上端占镐掌1整体2/3的非工作面部分21由35CrMo合金浇铸而成，其含碳量为0.35％；镐掌2下端占镐掌2整体1/3的工作面部分22由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，该高铬钼镍钨合金中含铬30％，钼1％，镍0.6％，钨1％，碳3.8％，余量为铁。镐掌的工作面部分22复合在镐掌的非工作面部分21之上。

本实施例的制造方法如下：

采用两个熔炼电炉分别熔炼低铬普通钢和高铬钼镍钨合金。首先将温度为1665℃的35CrMo合金熔液浇铸倒入捣镐模具中，浇铸至镐掌2的2/3处，冷却至1510℃后，再浇入温度为1565℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。采用GB/T699-1999标准进行检测，其镐体硬度达HRC35，镐掌工作面硬度达HRC69。

实施例3：

参见图1所示，一种双金属液-液复合捣镐，由镐体1及镐掌2组成，镐体1及镐掌2上端占镐掌1整体3/5的非工作面部分21由45号钢浇铸而成，其含碳量为0.42％；镐掌2下端占镐掌2整体2/5的工作面部分22由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，该高铬钼镍钨合金中含铬35％，钼1.5％，镍1.2％，钨1.6％，碳4％，余量为铁。镐掌的工作面部分22复合在镐掌的非工作面部分21之上。

本实施例的制造方法如下：

采用两个熔炼电炉分别熔炼低铬普通钢和高铬钼镍钨合金。首先将温度为1670℃的45号钢熔液浇铸倒入捣镐模具中，浇铸至镐掌2的3/5处，冷却至1520℃后，再浇入温度为1570℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。采用GB/T699-1999标准进行检测，其镐体硬度达HRC45，镐掌工作面硬度达HRC69。

实施例4：

参见图1所示，一种双金属液-液复合捣镐，由镐体1及镐掌2组成，镐体1及镐掌2上端占镐掌1整体4/7的非工作面部分21由45号钢浇铸而成，其含碳量为0.43％；镐掌2下端占镐掌2整体3/7的工作面部分22由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，该高铬钼镍钨合金中含铬40％，钼1.8％，镍1.6％，钨1.4％，碳4.2％，余量为铁.镐掌的工作面部分22复合在镐掌的非工作面部分21之上.

本实施例的制造方法如下：

采用两个熔炼电炉分别熔炼低铬普通钢和高铬钼镍钨合金。首先将温度为1675℃的45号钢熔液浇铸倒入捣镐模具中，浇铸至镐掌2的4/7处，冷却至1540℃后，再浇入温度为1575℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。采用GB/T699-1999标准进行检测，其镐体硬度达HRC45，镐掌工作面硬度达HRC70。

实施例5：

参见图1所示，一种双金属液-液复合捣镐，由镐体1及镐掌2组成，镐体1及镐掌2上端占镐掌1整体2/3的非工作面部分21由45号钢浇铸而成，其含碳量为0.45％；镐掌2下端占镐掌2整体1/3的工作面部分22由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，该高铬钼镍钨合金中含铬45％，钼2％，镍2％，钨2％，碳4.5％，余量为铁。镐掌的工作面部分22复合在镐掌的非工作面部分21之上。

本实施例的制造方法如下：

采用两个熔炼电炉分别熔炼低铬普通钢和高铬钼镍钨合金。首先将温度为1680℃的45号钢熔液浇铸倒入捣镐模具中，浇铸至镐掌2的2/3处，冷却至1550℃后，再浇入温度为1580℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。采用GB/T699-1999标准进行检测，其镐体硬度达HRC45，镐掌工作面硬度达HRC70。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本发明的技术方案对上述实施例作出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种双金属液-液复合捣镐的制造方法，其特征在于：

镐体与镐掌采用双金属液复合浇铸方法成型，即将温度为1660-1680℃的低铬普通钢液浇铸倒入捣镐模具中，冷却至1500-1550℃后，再浇入温度为1560-1580℃的高铬钼镍钨合金熔液，冷却成型即得双金属液-液复合捣镐。

2.根据权利要求1所述的双金属液-液复合捣镐的制造方法，其特征在于：

所述低铬普通钢浇铸部分为镐体及镐掌上端占镐掌整体1/2-2/3的非工作面部分；所述由高铬钼镍钨合金熔液浇铸部分为镐掌下端占镐掌整体1/3-1/2的工作面部分。

3.根据权利要求1或2所述的双金属液-液复合捣镐的制造方法，其特征在于：

所述低铬普通钢为45号钢或35CrMo合金，含碳量为0.3-0.45％；所述高铬钼镍钨合金中含铬25-45％、钼0.5-2％、镍0.6-2％、钨0.5-2％、碳3.5-4.5％、余量为铁。

4.根据权利要求3所述的双金属液-液复合捣镐的制造方法，其特征在于：

所述高铬钼镍钨合金中含铬30％、钼1％、镍0.6％、钨1％、碳3.5-4％。

5.一种依据权利要求1-4的方法制造而成的双金属液-液复合捣镐，由镐体及镐掌组成，其特征在于：

镐体及镐掌上端占镐掌整体1/2-2/3的非工作面部分由低铬普通钢浇铸而成；镐掌下端占镐掌整体1/3至1/2的工作面部分由高铬钼镍钨合金熔液浇铸而成，镐掌的工作面部分复合在镐掌的非工作面部分上。

6.根据权利要求5所述的双金属液-液复合捣镐，其特征在于：

所述高铬钼镍钨合金中含铬25-45％、钼0.5-2％、镍0.6-2％、钨0.5-2％、碳3.5-4.5％、余量为铁。

7.根据权利要求5或6所述的双金属液-液复合捣镐，其特征在于：

所述高铬钼镍钨合金中含铬30％、钼1％、镍0.6％、钨1％、碳3.5-4％。

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