CN104452488B

CN104452488B - 一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法

Info

Publication number: CN104452488B
Application number: CN201410679192.3A
Authority: CN
Inventors: 代启军; 裴梓渲
Original assignee: SHENYANG XINYUAN RAILWAY EQUIPMENT ACCESSORIES Co Ltd
Current assignee: SHENYANG XINYUAN RAILWAY EQUIPMENT ACCESSORIES CO., LTD.
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2034-11-25
Also published as: CN104452488A

Abstract

本发明公开了一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，该滑床台包括底部焊接于道岔垫板上的滑床台本体，在滑床台上部设有与尘轨底面滑动配合的耐磨平面，所述滑床台本体由低碳钢焊接底座和以液态模锻方式熔接于焊接底座上的马氏体不锈钢耐磨层构成，该双金属液态熔覆模锻道岔滑床台与尘轨接触面不锈蚀、耐磨，硬度高、抗冲击值高，与道岔垫板接触部可焊接性好，该双金属液态熔覆模锻道岔滑床台制造成本低，使用寿命长，工作稳定可靠，采用该方法生产的道岔滑床台，滑床台的耐磨层金属晶粒细、组织结构致密，无气泡、疏松、缩孔现象，采用该方法生产道岔滑床台成品率高。

Description

一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法

技术领域

本发明涉及高速铁路轨道技术，尤其是一种用于高速铁路轨道道岔的滑床台及其制造方法。

背景技术

滑床台是铁路道岔中的重要部件，滑床台通常采用焊接方式固定在道岔垫板上，在轨道转换时尖轨在滑床台上表面滑移，因此，要求滑床台与道岔垫板接触部具有良好的可焊接性，与尖轨的接触面具有不锈蚀、耐磨，抗冲击值高的特性。为满足上述要求，现有技术中的高速铁路道岔通常采用整体浇铸工艺，即采用铌钒钛贵金属不锈钢精铸，这种滑床台虽然能够满足高速铁路对滑床台的要求，但是，在基体中使用大量的贵金属不锈钢材料导致制造成本较高。CN 203639757 U公开了公开一种铁路高速道岔复合型滑床台板，滑床台板设置在底板上，所述滑床台板上设置尖轨或芯轨，所述滑床台板为上、下两层结构复合而成，所述下层为基材，所述上层为覆材，该滑床台板以Q235钢板为基材，在Q235钢板上埋弧堆焊马氏体型不锈钢，再通过机加制成滑床台板，这种滑床台板具有基材可焊接性好，覆材硬度高、耐锈蚀等优点。但是，这种滑床台生产过程中对堆焊工艺要求较高，堆焊过程形成的砂眼、漏点、夹渣均会导致滑床台质量不合格，生产效率低，并且，在堆焊的过程中金属容易氧化，影响滑床台的质量和使用寿命。CN101338425A公开了一种铁路道岔滑床板表面耐磨抗蚀合金涂层激光熔覆工艺，该工艺利用激光在滑床板表面熔覆合金层，该工艺也存在着生产设备昂贵，生产成本高，生产效率低，成品率低等缺点。

发明内容

发明要解决的技术问题是：提供一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台，该双金属液态熔覆模锻道岔滑床台与尘轨接触面不锈蚀、耐磨，硬度高、抗冲击值高，与道岔垫板接触部可焊接性好，该双金属液态熔覆模锻道岔滑床台制造成本低，使用寿命长，工作稳定可靠。

解决技术问题所采取的技术方案：一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台，包括底部焊接于道岔垫板上的滑床台本体，在滑床台上部设有与尘轨底面滑动配合的耐磨平面，所述滑床台本体由低碳钢焊接底座和以液态模锻方式熔接于焊接底座上的马氏体不锈钢耐磨层构成。

作为本发明的改进：马氏体不锈钢耐磨层的厚度为5—15mm。

作为本发明的进一步改进：低碳钢焊接底座与马氏体不锈钢耐磨层的熔接面为波浪曲面，峰谷落差为2-3mm。

发明要解决的另一技术问题是：提供一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，采用该方法可以生产出与尘轨接触面不锈蚀、耐磨，硬度高、抗冲击值高，与道岔垫板接触部可焊接性好的道岔滑床台，滑床台的耐磨层金属晶粒细、组织结构致密，无气泡、疏松、缩孔现象，采用该方法生产道岔滑床台成品率高。

解决技术问题所采取的技术方案：一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，所述双金属液态熔覆模锻道岔滑床台是按以下方法生产的：

1)模具预热，将模具加热至400—500℃；

2)喷涂涂料，依次向模具型腔内壁喷涂底层涂料和面层涂料，所述底层涂料为隔热型高熔点金属液态模锻涂料，所述面层涂料为耐高温、抗熔焊型高熔点金属液态模锻涂料；

3)浇铸焊接底座，向模具型腔中注入低碳钢钢液；

4)浇铸耐磨层，待前步注入模具内的低碳钢温度低于液相线温度时，在低碳钢顶面覆盖浇铸马氏体不锈钢钢液；

5)模锻连接，将上压头压入模具型腔内，施压；

6)模锻保压，上压头持续施压10—30秒；

7)脱模，开启模具，将铸件顶出模具型腔，得双金属液态模锻道岔滑床台毛坯；

8)机加处理，对双金属液态模锻道岔滑床台毛坯进行机加处理，在不锈钢耐磨层加工出耐磨平面，得双金属液态熔覆模锻道岔滑床台。

作为本发明方法的改进：

步骤3）中，低碳钢钢液浇铸的温度为1530—1560℃。

步骤4）中，待前步注入模具内的低碳钢温度低于液相线20℃时，在低碳钢上覆盖浇铸马氏体不锈钢钢液。

步骤4）中，马氏体不锈钢浇铸的温度为1630—1660℃。

作为本发明方法的进一步改进：

步骤5）中，上压头加压速度为10mm/s。

步骤6）中，施加的压强为60—70MPa。

作为本发明方法的再进一步改进：

所述底层涂料喷涂的厚度为0.2-0.3mm，所述面层涂料喷涂的厚度为0.3-0.4mm。

有益效果：本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台，由于采用了所述双金属液态熔覆模锻道岔滑床台包括底部焊接于道岔垫板上的滑床台本体，在滑床台上部设有与尘轨底面滑动配合的耐磨平面，所述滑床台本体由低碳钢焊接底座和以液态模锻方式熔接于焊接底座上的马氏体不锈钢耐磨层构成的技术方案，通过在低碳钢焊接底座上液态模锻熔接不锈钢耐磨层，使不锈钢耐磨层与低碳钢焊接底座紧密结合成一体，使得本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台与尘轨接触面不锈蚀、耐磨，硬度高、抗冲击值高，与道岔垫板接触部可焊接性好，低碳钢焊接底座与不锈钢耐磨层无漏点连接，耐磨层硬度高，无气泡、夹渣，该双金属液态模锻道岔滑床台具有制造成本低，使用寿命长，工作稳定可靠等优点；由于合理地限定了马氏体不锈钢耐磨层的厚度，使本发明的滑床台整体性更好，强度更高，抗冲击能力更强；由于采用了低碳钢焊接底座与马氏体不锈钢耐磨层的熔接面为波浪曲面的技术特征，使不锈钢耐磨层与低碳钢焊接底座的结合更好，内部应力更小，使用过程中底座受力更均匀，滑床台的使用寿命更长。

本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，由于采用了模具预热、喷涂涂料、浇铸焊接底座、浇铸耐磨层、模锻连接、模锻保压、脱模、机加处理的工艺路线，通过在低碳钢顶面采用液态模锻的方式熔接不锈钢耐磨层，实现了两层金属完全结合，克服了现有技术中采用激光熔焊或堆焊方式形成耐磨层时容易产生漏点、砂眼、夹渣现象，导致成品率低的缺陷，并且，提高了生产效率，降低了制造成本，采用本发明的方法可以生产出与尘轨接触面不锈蚀、耐磨，抗冲击值高，与道岔垫板接触部可焊接性好的道岔滑床台，滑床台的耐磨层硬度高，金属晶粒细、组织结构致密，无气泡、疏松、缩孔现象，成品率高；由于合理地限定了低碳钢的浇铸温度，保证了低碳钢焊接底座质量，由于采用了待前步注入模具内的低碳钢温度低于液相线20摄氏度时，再在低碳钢上覆盖浇铸马氏体不锈钢钢液的技术特征，合理地确定了马氏体不锈钢钢液的浇铸时机，在确保低碳钢与不锈钢熔接的同时，避免低碳钢与不锈钢发生混相，保证了不锈钢耐磨层的硬度及耐磨、抗锈蚀的特性；由于合理的确定了马氏体不锈钢浇铸的温度，保证了后序的液态模锻效果；由于合理地限定了上压头加压速度和保压的压力，使正在凝固的铸态封闭硬壳产生塑性变形，强制排除钢液中的气体、消除凝固收缩形成的缩孔，使不锈钢发生重塑和再结晶，细化晶粒，从而进一步改善耐磨层物理性能和机械性能，采用本发明方法制造的滑床台的耐磨层表面布氏硬度可以达到HB350以上，且机械加工后形成的耐磨平面更光滑，摩擦阻力更小；由于合理地限定了底层涂料和面层涂料喷涂的厚度，防止高温钢液与模具发生熔焊或导致模具变形、损坏，保证滑床台毛坯顺利脱模，使模具能够反复使用，进一步降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台，包括底部焊接于道岔垫板1上的滑床台本体2，在滑床台上部设有与尘轨底面滑动配合的耐磨平面3，所述滑床台本体由低碳钢焊接底座22和以液态模锻方式熔接于底座上的马氏体不锈钢耐磨层21构成，低碳钢焊接底座与马氏体不锈钢耐磨层的熔接面4为波浪曲面，峰谷落差为2-3mm，马氏体不锈钢耐磨层的厚度为5—15mm，具体厚度根据不同产品要求在此范围内合理确定。

本发明的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，所述双金属液态熔覆模锻道岔滑床台是按以下方法生产的：

1）模具预热，将模具加热至400—500℃；

2）喷涂涂料，先向模具型腔内壁喷涂底层涂料，待底层涂料干燥后再向底层涂料表面喷涂面层涂料，所述底层涂料为隔热型高熔点金属液态模锻涂料，所述面层涂料为耐高温、抗熔焊型高熔点金属液态模锻涂料，所述底层涂料喷涂的厚度为0.2-0.3mm，所述面层涂料喷涂的厚度为0.3-0.4 mm；

3）浇铸焊接底座，将低碳钢熔化并加热至1600℃出炉，向模具型腔中注入低碳钢钢液，低碳钢的浇铸量依据所生产规格的滑床台焊接底座部分体积确定，定量浇铸，低碳钢钢液浇铸的温度为1530—1560℃；

4）浇铸耐磨层，待前步注入模具内的低碳钢温度低于液相线20℃时，以20#低碳钢为例，当20#低碳钢温度降至1480℃时，在低碳钢顶面覆盖浇铸马氏体不锈钢钢液，马氏体不锈钢浇铸过程需先将马氏体不锈钢熔化并加热至1700℃出炉，马氏体不锈钢浇铸的温度为1630—1660℃；

5）模锻连接，将上压头以10mm/s速度压入模具型腔内，施压至60—70MPa；

6）模锻保压，保持上压头压强在60—70MPa，持续施压10—30秒；

7）脱模，待铸件温度降至900—950℃时，开启模具，将铸件顶出模具型腔，得双金属液态模锻道岔滑床台毛坯；

8）机加处理，对双金属液态模锻道岔滑床台毛坯进行机加处理，修整外型，在不锈钢耐磨层加工出耐磨平面，得双金属液态熔覆模锻道岔滑床台。

本实施例中，低碳钢选用—20#低碳钢，马氏体不锈钢选择2Cr13，底层涂料选择热阻率高的硅藻土涂料，面层涂料选择耐1800℃高温的石墨与Al₂O₃涂料。

在具体生产过程中，可以根据设计要求或制造成本，选择其它规格的符合要求的低碳钢（如：Q235）或马氏体不锈钢（如：1Cr13或4Cr13），并根据所选用的低碳钢或马氏体不锈钢适当调整工艺参数。

Claims

1.一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，所述双金属液态熔覆模锻道岔滑床台是按以下方法生产的：

1)模具预热，将模具加热至400—500℃；

3)浇铸焊接底座，向模具型腔中注入低碳钢钢液；

5)模锻连接，将上压头压入模具型腔内，施压；

6)模锻保压，上压头持续施压10—30秒；

2.根据权利要求1所述的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，其特征是：步骤3）中，低碳钢钢液浇铸的温度为1530—1560℃。

3.根据权利要求2所述的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，其特征是：步骤4）中，待前步注入模具内的低碳钢温度低于液相线20℃时，在低碳钢上覆盖浇铸马氏体不锈钢钢液。

4.根据权利要求3所述的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，其特征是：步骤4）中，马氏体不锈钢浇铸的温度为1630—1660℃。

5.根据权利要求1至4任一项所述的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，其特征是：步骤5）中，上压头加压速度为10mm/s。

6.根据权利要求5所述的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，其特征是：步骤6）中，施压的压强为60—70MPa。

7.根据权利要求5所述的双金属液态熔覆模锻道岔滑床台的制造方法，其特征是：所述底层涂料喷涂的厚度为0.2-0.3mm，所述面层涂料喷涂的厚度为0.3-0.4 mm。