CN114941102B - 一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法，包括由包括如下质量百分数的原料配制而成：碳0.10～0.18，硅1.00～1.50，锰1.2～2.00，镍8.00～12.00，铬15.00～18.00，钼1.50～2.30，钛0.3～0.70，铼1～5，余为铁。本发明采用激光熔覆方法对旧辙叉进行修复，修复后的辙叉具有与新制辙叉同等的使用寿命，首先，打磨去除辙叉待修复部位的疲劳层和原有疲劳裂纹，并进行渗透探伤确认辙叉损伤部位没有裂纹残留，对辙叉待修复部位进行测量，依照缺损位置和尺寸，设定激光熔覆程序，将辙叉置于冷库内。用于辙叉修复的材料强度为750～850MPa,延伸率>40％，硬度280～300HB，满足TB/T447‑2004《高锰钢辙叉技术条件》中对高锰钢辙叉的材料性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料领域，特别涉及一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法。
背景技术
轨道车辆在变换轨道时，通过辙叉使车辆平稳过渡，将行进方向从一组钢轨转换至另一组钢轨。高锰钢整铸辙叉具有优异的机械性能，其对轨道运行的安全性非常重要。辙叉在与车轮接触过程中，心轨尖端附近与列车轮缘接触，宽度大大小于车轮踏面，且顶部为圆弧形的轮缘将全部轴重传导至心轨顶部，产生的局部应力非常大，容易使辙叉心轨被压挤部分内部产生裂纹。心轨尖端附近的翼轨需要历经一个从与车轮踏面接触到车轮踏面逐步完全进入翼轨顶面的过程。在车轮开始进入翼轨的阶段，由于车轮踏面与翼轨接触面积小，产生的挤压应力很大。因此，辙叉在使用过程中，相对普通钢轨更容易受到磨损和压溃，其使用寿命远不及普通钢轨。根据不同的车辆通行情况，辙叉的使用寿命为1～5年不等，当辙叉损伤达到一定程度时，必须要进行更换。但是，报废辙叉在使用过程中仅心轨尖端附近1米左右的区域存在损伤，其余大部分区域保持完好仍符合长期使用的要求，并且，受到磨损和挤压而被损伤的区域仅为靠近辙叉表面10mm范围的区域，以9号高锰钢整铸辙叉为例，整体重量约2000kg，磨损和挤压损伤区域的材料约5kg，因此具有极大的修复价值。除辙叉以外，辙叉的其余组件也易由于磨损而导致其使用寿命远低于普通钢轨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法，由包括如下质量百分数的原料配制而成：碳0.10～0.18，硅1.00～1.50，锰1.2～2.00，镍8.00～12.00，铬15.00～18.00，钼1.50～2.30，钛0.3～0.70，铼1～5，余为铁。
优选的，一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料修复方法，其特征在于，所述以下步骤：
步骤一：打磨去除辙叉待修复部位的疲劳层和原有疲劳裂纹，并进行渗透探伤确认辙叉损伤部位没有裂纹残留；
步骤二：对辙叉待修复部位进行测量，依照缺损位置和尺寸，设定激光熔覆程序；
步骤三：将辙叉置于冷库内，冷却至-25℃；
步骤四：将冷却达到-25℃的辙叉移出冷库，采用ZGX-CX04作为修复材料，并按照预先设定的程序进行激光熔覆作业，激光熔覆完成后，辙叉修复部位留有0.5～1.5mm加工余量；
步骤五：采用数控龙门铣床加工辙叉的修复部位至设计图纸所要求的尺寸，并满足公差符合要求；
步骤六：对经过修复的辙叉进行渗透探伤和超声波探伤检测，确认无缺陷后，交付用户使用。
优先的，所述辙叉修复的材料强度为750～850MPa,延伸率>40％，硬度280～300HB。
优先的，所述材料为粉末，且粉末为尺寸分布在53～150μm的球形粉末。
本发明的技术效果和优点：本发明采用激光熔覆方法对旧辙叉进行修复，修复后的辙叉具有与新制辙叉同等的使用寿命。用于辙叉修复的材料强度为750～850MPa,延伸率>40％，硬度280～300HB，满足TB/T447-2004《高锰钢辙叉技术条件》中对高锰钢辙叉的材料性能要求(抗拉强度>735MPa，断后延伸率>35％，预硬化硬度250～350HB)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法，首先，打磨去除辙叉待修复部位的疲劳层和原有疲劳裂纹，并进行渗透探伤确认辙叉损伤部位没有裂纹残留，对辙叉待修复部位进行测量，依照缺损位置和尺寸，设定激光熔覆程序，将辙叉置于冷库内，冷却至-25℃，将冷却达到-25℃的辙叉移出冷库，采用ZGX-CX04作为修复材料，并立即按照预先设定的程序进行激光熔覆作业，激光熔覆完成后，辙叉修复部位留有0.5～1.5mm加工余量，采用数控龙门铣床加工辙叉的修复部位至设计图纸所要求的尺寸，并满足公差要求，对经过修复的辙叉进行渗透探伤和超声波探伤检测，确认无缺陷后，交付用户使用。
一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料强度实验表：
高锰钢辙叉修复专用金属粉末作为修复用材料，粉末为尺寸分布在53～150μm的球形粉末，采用氩气保护气雾法工艺生产，金属粉末成分(质量百分数，％)为：碳0.10～0.18，硅1.00～1.50，锰1.2～2.00，镍8.00～12.00，铬15.00～18.00，钼1.50～2.30，钛0.3～0.70，铼1～5，余量为铁，余为铁。用于辙叉修复的材料强度为750～850MPa,延伸率>40％，硬度280～300HB，满足TB/T447-2004《高锰钢辙叉技术条件》中对高锰钢辙叉的材料性能要求(抗拉强度>735MPa，断后延伸率>35％，预硬化硬度250～350HB)。
在进行激光使用时，应用激光功率范围1500～5300W，圆形光斑直径3～6mm，熔覆道次搭接率20％～60％，扫描速率8～25mm/s，送粉速度为12～30g/min。用氩气作为粉末输送气体和保护气体，粉末输送载气流量为8～15L/min，保护气体流量为5～30L/min；
使用高锰钢辙叉修复专用金属粉末作为修复用材料，粉末为尺寸分布在53～150μm的球形粉末，采用氩气保护气雾法工艺生产，本发明采用激光熔覆方法对旧辙叉进行修复，修复后的辙叉具有与新制辙叉同等的使用寿命。对经过修复的辙叉进行渗透探伤和超声波探伤检测，确认无缺陷后，交付用户使用，达到节约成本的目的，且还能满足使用的要求，经济实惠。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料，其特征在于，由为如下质量百分数的原料配制而成：碳0.10～0.18，硅1.50，锰1.2～2.00，镍8.00，铬15.00，钼1.50～2.30，钛0.3～0.70，铼1～5，余量为铁；
所述高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料的修复方法，步骤为：
步骤一：打磨去除辙叉待修复部位的疲劳层和原有疲劳裂纹，并进行渗透探伤确认辙叉损伤部位没有裂纹残留；
步骤二：对辙叉待修复部位进行测量，依照缺损位置和尺寸，设定激光熔覆程序；
步骤三：将辙叉置于冷库内，冷却至-25℃；
步骤四：将冷却达到-25℃的辙叉移出冷库，采用所述材料作为修复材料，并按照预先设定的程序进行激光熔覆作业，激光熔覆完成后，辙叉修复部位留有0.5～1.5mm加工余量；
步骤五：采用数控龙门铣床加工辙叉的修复部位至设计图纸所要求的尺寸，满足公差要求；
步骤六：对经过修复的辙叉进行渗透探伤和超声波探伤检测，确认无缺陷后，交付用户使用；
所述材料为粉末，且粉末为尺寸分布在53～150μm的球形粉末。
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Non-Patent Citations (1)
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| 文联奎等.《石油化工厂设备检修手册》.中国石化出版社,1992,第58页. * |
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