CN103436813B - 一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺，所述轨道辙叉用合金钢的化学组成包括，以重量百分比计：C：0.22～0.26％，Si:1.20～2.10％，Mn:1.40～1.80％，Cr：0.40～0.90％，Ni:0.30～0.50％，Ti：0.2 %～0.4%，Mo:0.33～0.43％，Cu：0.13～0.17％，P≤0.03％，S≤0.03％，其余为Fe；本发明制造出的轨道撤叉使用寿命长，能有效降低轨道运行成本的轨道辙叉用合金钢的制作工艺。

Description

一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺
技术领域
本发明涉及铁路轨道技术领域，具体涉及一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺。
背景技术
铁路道岔的辙叉，由辙叉心轨、位于辙叉心轨两侧的左翼轨和右翼轨等构成，辙叉心轨与两翼轨之间有较大的空隙，这样辙叉心轨尖端与两翼轨工作边最接近处形成一有害空间，列车通过时，不可避免的会引起冲击振动，辙叉容易损坏，辙叉损坏将影响列车行驶安全；而由于目前轨道辙叉多为高锰钢制作而成，高锰钢初期的硬度较低，磨耗较快，到了后期由于列车的不断碾压，会造成辙叉顶面的硬度不断提高，进而又会出现辙叉剥离掉块，进一步的加快了辙叉的伤损；伤损的辙叉将危及列车的行车安全，必须及时予以更换；高锰钢制作的辙叉不仅使用寿命较低，且需经常更换，极大增加了轨道运行成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用寿命长，能有效降低轨道运行成本的轨道辙叉用合金钢的制作工艺。
本发明的技术方案如下：
一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺，所述轨道辙叉用合金钢的化学组成包括，以重量百分比计：C：0.22～0.26％，Si:1.20～2.10％，Mn:1.40～1.80％，Cr：0.40～0.90％，Ni:0.30～0.50％，Ti：0.2％～0.4％，Mo:0.33～0.43％，Cu：0.13～0.17％，P≤0.03％，S≤0.03％，其余为Fe；该轨道辙叉用合金钢的制作工艺包括：
(1)冶炼
冶炼：将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，当温度达到900℃-1200℃时向感应炉内通入1-2L/min氩气和氦气的混合惰性气体；控制各合金成分至其范围下限，钢水温度在1680-1700℃出钢；
(2)浇铸
将钢水重量的1.0～2.0％复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeV5050～55％、FeSiRe2120～25％、FeBa5Si6020～25％、钇基稀土5～10％，钢水温度在1560-1565℃时开始浇铸；
(3)锻造
锻造后的坯料体积为锻造前坯料体积的95～97％；
(4)热处理
退火，首先对(3)处理后的坯料升温至680～700℃，保温2～2.5小时；再升温至880～900℃，保温4.5～5小时；降温至280～300℃，保温5.5～6小时；
淬火，将退火处理后进行两次淬火处理，第一次淬火处理是将铸件加热到650-700℃保温1-2小时，即用淬火液冷却，第一次淬火处理的淬火液由质量百分数为20-30％BaCl2、4-8％NaCl、3-6％KCl，余量水组成，第一次淬火后将铸件继续加热到700-800℃进行第二次淬火处理，进行第二次淬火处理的淬火液由质量百分数为20-30％KCl、10-20％NaNO3、4-8％CaCl2,余量水组成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
所述轨道辙叉用合金钢的制作工艺，通过控制合金钢内各合金成分配比；同时通过在冶炼、浇注过程中对P、S等有害成分比例的控制；采用合金元素的特定添加步骤，并用直读光谱分析仪进行钢水成份控制与合金元素配制方案实现；采用LF精炼、真空脱气工艺大大降低钢水中夹杂物和N、H、O等有害气体的含量，避免由此造成的钢材的抗拉强度和低温冲击等性能不合格的现象的发生；热处理采用PLC自动控温燃气方式加热，加热速度快；由所述轨道辙叉用合金钢的制作工艺制作的合金钢产品性能为：抗拉强度σb≥1250MPa；屈服强度σ0.2≥1100MPa；延伸率δ5(‰)≥10；断面收缩率ψ(‰)≥25；室温冲击韧性αku(42℃)≥75J/cm2；低温冲击韧性σku(-40℃)≥35J/cm2；硬度HRC37-42；由此合金钢制作的轨道辙叉的抗拉强度和低温冲击等性能远好于高锰钢，轨道辙叉的使用寿命能大大提高，无需频繁更换，能大大降低轨道运行成本。
具体实施方式
一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺，所述轨道辙叉用合金钢的化学组成包括，以重量百分比计：C：0.22～0.26％，Si:1.20～2.10％，Mn:1.40～1.80％，Cr：0.40～0.90％，Ni:0.30～0.50％，Ti：0.2％～0.4％，Mo:0.33～0.43％，Cu：0.13～0.17％，P≤0.03％，S≤0.03％，其余为Fe；该轨道辙叉用合金钢的制作工艺包括：
(1)冶炼
冶炼：将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，当温度达到900℃-1200℃时向感应炉内通入1-2L/min氩气和氦气的混合惰性气体；控制各合金成分至其范围下限，钢水温度在1680-1700℃出钢；
(2)浇铸
将钢水重量的1.0～2.0％复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeV5050～55％、FeSiRe2120～25％、FeBa5Si6020～25％、钇基稀土5～10％，钢水温度在1560-1565℃时开始浇铸；
(3)锻造
锻造后的坯料体积为锻造前坯料体积的95～97％；
(4)热处理
退火，首先对(3)处理后的坯料升温至680～700℃，保温2～2.5小时；再升温至880～900℃，保温4.5～5小时；降温至280～300℃，保温5.5～6小时；
淬火，将退火处理后进行两次淬火处理，第一次淬火处理是将铸件加热到650-700℃保温1-2小时，即用淬火液冷却，第一次淬火处理的淬火液由质量百分数为20-30％BaCl2、4-8％NaCl、3-6％KCl，余量水组成，第一次淬火后将铸件继续加热到700-800℃进行第二次淬火处理，进行第二次淬火处理的淬火液由质量百分数为20-30％KCl、10-20％NaNO3、4-8％CaCl2,余量水组成。

Claims (1)

1.一种轨道辙叉用合金钢的制作工艺，所述轨道辙叉用合金钢的化学组成包括，以重量百分比计：C：0.22～0.26％，Si:1.20～2.10％，Mn:1.40～1.80％，Cr：0.40～0.90％，Ni:0.30～0.50％，Ti：0.2%～0.4%，Mo:0.33～0.43％，Cu：0.13～0.17％，P≤0.03％，S≤0.03％，其余为Fe；其特征在于：该轨道辙叉用合金钢的制作工艺包括：
（1）冶炼冶炼：将废钢、生铁、铬铁、海绵铁，以及上述原料总质量1—1.5％熔炼添加剂加入到感应炉中混合加热熔化，所述熔炼添加剂是由氧化钠10-15份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾3-5份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛0.5-2份、无水硼砂5-10份配制而成，当温度达到900℃-1200℃时向感应炉内通入1-2L/min氩气和氦气的混合惰性气体；控制各合金成分至其范围下限，钢水温度在1680-1700℃出钢；
（2）浇铸将钢水重量的1.0～2.0%复合变质剂置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理，反应温度为1400～1500℃，所述复合变质剂的化学成分重量百分比为：FeV5050～55%、FeSiRe2120～25%、FeBa5Si6020～25%、钇基稀土5～10%，钢水温度在1560-1565℃时开始浇铸；
（3）锻造锻造后的坯料体积为锻造前坯料体积的95～97％；
（4）热处理退火，首先对（3）处理后的坯料升温至680～700℃，保温2～2.5小时；再升温至880～900℃，保温4.5～5小时；降温至280～300℃，保温5.5～6小时；
（5）淬火，将退火处理后进行两次淬火处理，第一次淬火处理是将铸件加热到650-700℃保温1-2小时，即用淬火液冷却，第一次淬火处理的淬火液由质量百分数为20-30%BaCl2、4-8%NaCl、3-6%KCl，余量水组成，第一次淬火后将铸件继续加热到700-800℃进行第二次淬火处理，进行第二次淬火处理的淬火液由质量百分数为20-30%KCl、10-20%NaNO3、4-8%CaCl2，余量水组成。
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