ES2280922T3 - Procedimiento de realizacion de una aguja bimetal para cambios de via ferroviarios. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de realización de una aguja comprendiendo dos partes de acero de matices muy diferentes, una parte de la aguja, la más larga, está de acero dulce al carbono o de acero de vía y la otra parte, la más corta, corresponde a la zona la más afilada de la aguja, está de acero de alto contenido en manganeso de la familia de los aceros "Hadfield", estando el procedimiento caracterizado porque consiste a ensamblar por soldadura la parte acero de vía a un inserto de acero austeferrítico de bajo carbono moldeado, luego después de tratamiento térmico de enfriamiento controlado a 900ºC aproximadamente hasta el ambiente y troceado del inserto a una longitud de 30mm aproximadamente, en soldar la cara libre de este inserto a la parte terminal afilada de acero de alto contenido en manganeso, y caracterizado porque el inserto de acero austenoferrítico se obtiene por moldeo seguido de un tratamiento térmico de hipertemple al agua después de mantenimiento a una temperatura comprendida entre 1030 y1100ºC luego un mecanizado y porque la parte terminal afilada de acero de alto contenido en manganeso se obtiene por moldeo seguido de un tratamiento térmico de hipertemple al agua después de mantenimiento a una temperatura comprendida entre 1030 y 1100ºC y después de un mecanizado superficial y porque para esta realización se puede utilizar una aguja monometal gastada de la cual se cortará la parte terminal afilada desgastada o una aguja bimetal sobre la cual solo la parte terminal afilada de acero de alto contenido en manganeso o esta parte y el inserto de acero austenoferrítico serán sustituidos.
Description
Procedimiento de realización de una aguja
bimetal para cambios de vía ferroviarios.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de producción y de renovación de agujas constituyendo
los cambios de vías ferroviarios.
Es conocido que las agujas están en su gran
mayoría constituidas de vías de acero dulce al carbono que están
curvadas y mecanizadas para tener el perfil de empalme con la vía
adyacente y que, cualquiera que sea el tipo de perfil y las
invenciones para minimizar esfuerzos y solicitaciones, es la
extremidad la más fina sometida a las más fuertes solicitaciones,
que se degrada más rápidamente por la pérdida debida al desgaste de
sus características geométricas de origen.
Esto ocasiona una sustitución completa de la
aguja cuando, la mayoría de las veces, su parte geométrica realmente
afectada por el desgaste no sobrepasa el tercio incluso el cuarto
de la longitud total de la aguja y a veces menos, según la curva de
la aguja.
Por otra parte es conocido por el
documento
FR-A-2 700 344, un procedimiento de fijación de un elemento de aparato de vía que consiste a soldar un tirante por una parte al elemento de aparato de vía y por otra parte a una vía por chisporroteo y haz de electrones respectivamente.
FR-A-2 700 344, un procedimiento de fijación de un elemento de aparato de vía que consiste a soldar un tirante por una parte al elemento de aparato de vía y por otra parte a una vía por chisporroteo y haz de electrones respectivamente.
La presente invención tal como definida por la
reivindicación 1 anexa, describe un procedimiento que permite sea
renovar una aguja del tipo precedente, y hacerlo varias veces, esto
con un material de sustitución teniendo una mejor resistencia al
desgaste, sea realizar unas agujas nuevas directamente según este
procedimiento, agujas cuya duración de vida ante de la primera
renovación será notablemente mejorada debido a la naturaleza del
metal constituyendo la parte terminal la más fina de la aguja.
Las agujas así constituidas presentan pues la
doble ventaja de un coste de renovación menor y de una duración de
vida entre renovaciones claramente mejorada.
Con este procedimiento, la aguja renovada o la
aguja nueva, de un perfil funcional totalmente idéntico al de la
aguja a la cual se sustituye, está constituida de un ensamblaje
Bimetal de una parte en su mayor longitud desde la extremidad de
pivoteo de acero dulce al carbono de vía mecanizada y curvada,
empalmado con un inserto de acero austeno-ferrítico
del tipo del descrito en la patente europea EP 0391 007B1, a una
parte terminal afilada de acero con alta contenido en manganeso
(superior a 10%) de la familia de los aceros "Hadfield".
Esta parte terminal afilada será ventajosamente
producida por moldeo seguido de un hipertemple al agua desde una
temperatura comprendida entre 1030 y 1100ºC, después un mecanizado
superficial y eventualmente de procedimientos de endurecimiento
tales como prensado, explosión, martilleo: prestándose mejor el
acero con alto contenido en manganeso, por su naturaleza, a la
puesta en forma por moldeo, la más cercana a la forma final más bien
que por laminado y/o forjado.
Es lo mismo para el inserto de acero
austeno-ferrítico de bajo carbono que está
producido por un moldeo seguido de un tratamiento térmico de
mantenimiento entre 1030 y 1100ºC con hipertemple al agua luego un
mecanizado superficial.
Esta técnica confiere una gran libertad en la
elección de la forma y de las dimensiones del inserto y de la parte
terminal de acero de alto contenido en manganeso.
Un ejemplo de realización preferencial pero no
limitativo está descrito a continuación:
- la mayor longitud de la aguja está hecha
clásicamente, de acero dulce al carbono llamado "acero para
vía", partiendo de una vía que está cortada a la longitud,
curvada y mecanizada.
Si se trata de una aguja a renovar, la aguja
gastada está cortada a nivel de la zona afilada de la parte terminal
presentando las pérdidas de geometría de origen necesitando su
cambio.
Como esta parte terminal "de desgaste
preferencial acelerado" está realizada después en acero moldeado
de alto contenido en manganeso, no hay límite de estandardización
dimensional y esta parte será más o menos larga según el
conocimiento experimental adquirido por el mantenimiento de las
redes férreas de la evolución de los perfiles de aguja por
desgaste, con el fin de realizar el mejor compromiso "duración de
vida-coste de la parte
terminal-frecuencia de cambio".
Si es necesario, para mejorar la resistencia al
cansancio en flexión de las soldaduras de ensamblaje parte acero de
vía-inserto de acero
austenoferrítico-parte terminal afilada de acero de
alto contenido en manganeso, la sección será ventajosamente
reforzada localmente a nivel del perfil de empalme de las tres
partes, en las zonas no en contacto con los perfiles de ruedas de
los convoyes ferroviarios, tales como almas y patines.
No hay límite geométrico molesto porque el
inserto y la parte terminal de acero de alto contenido en manganeso
están realizados por moldeo seguido de un mecanizado; en cuanto a la
sección de acero de vía cerca de la soldadura con el inserto, puede
aumentarse por cualquier procedimiento como el forjado en caliente
de aplastamiento en extremidad, recargamiento por soldadura,
seguidos del tratamiento térmico apropiado para no tener
constituyentes de temple frágiles, y de un mecanizado
localizado.
Este procedimiento de fabricación tiene, por su
concepción de realización, una gran flexibilidad que permite una
realización "a medida" la mejor adaptada al caso de utilización
de cada aguja.
El inserto está soldado a la parte de acero de
vía por un método de soldadura apropiado tal por ejemplo como un
chisporroteo o un bombardeo electrónico, luego la extremidad de este
primer ensamblaje está tratada térmicamente por enfriamiento
controlado de aproximadamente 900ºC hasta la temperatura ambiente
para suprimir los constituyentes frágiles de la zona afectada
térmicamente por la soldadura en la parte acero de vía; se deja
subsistir, por troceado, una longitud de inserto de aproximadamente
30 mm.
El conjunto parte acero de
vía-inserto, una vez puesto en las dimensiones
necesarias y controlado por un medio no destructivo tal como
resudación, ultrasonidos o radiografía para asegurarse de su
perfecta salud metalúrgica, está soldado por la cara terminal del
inserto a la parte terminal de acero de alto contenido en manganeso,
del lado de su mayor sección.
Esta segunda soldadura, fuera de un simple
enfriamiento al aire ambiente, no sufre ningún tratamiento térmico;
se efectúan los controles no destructivos de verificación clásicos
tales como resudación y/o gammagrafía de esta soldadura después de
un alisado y/o mecanizado de supresión del reborde de soldadura si
es preciso.
La parte terminal de acero de alto contenido en
manganeso, teniendo una sección creciente desde su punta hasta su
zona de empalme con el inserto, será realizada ventajosamente por
moldeo aprovechando esta característica dimensional.
Según la longitud y el peso de esta parte
terminal, estará colada en unos moldes metálicos revestidos
semipermanentes para las longitudes menores o en unos moldes de
arena endurecida para los otros casos; estos moldes serán, durante
o al final del llenado por el metal líquido, puesto en posición
vertical con la mayor sección del perfil hacia arriba a fin de
autoalimentar al máximo las secciones las más débiles por las
secciones superiores; esta disposición limita el mazarotaje final y
permite llenar el molde con un metal líquido a temperatura la más
baja posible, dando una estructura de grano muy fina al moldeo de
acero de alto contenido de manganeso favorable a sus propiedades de
resistencia al desgaste y de tenacidad, el tratamiento térmico
ulterior de hipertemple al agua desde aproximadamente 1100ºC de este
acero no modifica-o poco- el grosor del grano
primario.
El conjunto así constituido de esta aguja tiene
una duración de vida más larga, porque la parte terminal afilada la
más sometida al desgaste es de acero de alto contenido en
manganeso, material que resiste mejor a los fenómenos de
rozamiento-choque-deslizamiento
inducidos por las ruedas de los convoyes ferroviarios.
Cuando esta parte está desgastada, se puede
renovar la aguja de la misma manera cortando la parte gastada de
acero de alto contenido en manganeso y sustituyéndola por otra parte
de acero de alto contenido en manganeso teniendo el perfil de
origen, está operación puede renovarse varias veces, hasta un
desgaste limite de la parte acero de vía, limitándose la
sustitución a la parte terminal afilada de acero de alto contenido
en manganeso o también a esta parte y al inserto de acero
austenoferrítico.
La figura 1 representa una aguja bimetal así
constituida:
- la parte señalada 1 es de acero dulce al
carbono llamado "acero de vía"
- la parte 2 señalada corresponde al inserto de
acero austenoferrítico que ha sido soldado primero a la parte 1
- la parte señalada 3 corresponde a la parte
terminal afilada de acero con alto contenido en manganeso.
Las ventajas resultantes del procedimiento
son:
- para el producto realizado, una duración de
vida muy superior, limitando por consiguiente los desmontajes e
inmovilización en vía.
- un coste de obtención y de realización
moderado porque la parte renovable tiene una longitud muy corta con
relación a una misma aguja monometal; el acero de alto contenido en
manganeso es económico y las máquinas-herramienta de
mecanizado son de dimensiones razonables con relación a las que son
necesarias para el mecanizado de una aguja monometal y los costes de
realización reducidos sensiblemente en las mismas proporciones.
Claims (5)
1. Procedimiento de realización de una aguja
comprendiendo dos partes de acero de matices muy diferentes, una
parte de la aguja, la más larga, está de acero dulce al carbono o de
acero de vía y la otra parte, la más corta, corresponde a la zona
la más afilada de la aguja, está de acero de alto contenido en
manganeso de la familia de los aceros "Hadfield", estando el
procedimiento caracterizado porque consiste a ensamblar por
soldadura la parte acero de vía a un inserto de acero austeferrítico
de bajo carbono moldeado, luego después de tratamiento térmico de
enfriamiento controlado a 900ºC aproximadamente hasta el ambiente y
troceado del inserto a una longitud de 30mm aproximadamente, en
soldar la cara libre de este inserto a la parte terminal afilada de
acero de alto contenido en manganeso, y caracterizado porque
el inserto de acero austenoferrítico se obtiene por moldeo seguido
de un tratamiento térmico de hipertemple al agua después de
mantenimiento a una temperatura comprendida entre 1030 y 1100ºC
luego un mecanizado y porque la parte terminal afilada de acero de
alto contenido en manganeso se obtiene por moldeo seguido de un
tratamiento térmico de hipertemple al agua después de mantenimiento
a una temperatura comprendida entre 1030 y 1100ºC y después de un
mecanizado superficial y porque para esta realización se puede
utilizar una aguja monometal gastada de la cual se cortará la parte
terminal afilada desgastada o una aguja bimetal sobre la cual solo
la parte terminal afilada de acero de alto contenido en manganeso o
esta parte y el inserto de acero austenoferrítico serán
sustituidos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la parte terminal afilada está realizada
por moldeo en unos moldes metálicos revestidos semipermanentes o en
moldes de arena endurecida, que están en posición vertical, la
sección mayor hacia arriba, al final del llenado del molde con el
metal líquido.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la sección de la aguja está reforzada localmente en la zona
del inserto y las dos zonas adyacentes, sobre la parte no circulada
por las ruedas de los convoyes ferroviarios.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la parte de acero de vía está sometida a un forjado en
caliente de aplastamiento en extremidad seguido de un tratamiento
térmico y de un mecanizado localizado.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual la parte de acero de vía está sometida a una recarga por
soldadura seguido de un tratamiento térmico y de un mecanizado
localizado.
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