本發(fā)明涉及鋼軌再造處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)軌道交通的高速化、重載化，鐵路運(yùn)行條件日益苛刻，使得鐵路及其配件、軌道機(jī)車零部件受力狀態(tài)更加惡劣，加快了失效速度，縮短了使用壽命。軌道車輛的主要零部件及配件的生產(chǎn)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，國(guó)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)能力已經(jīng)滿足不了市場(chǎng)的需求，有的軌道車輛零部件及鐵路配件還需通過進(jìn)口解決；另外，軌道車輛零部件及配件大多數(shù)為鑄鋼件，表面處理過程十分復(fù)雜，一旦失效，只能回爐處理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)剩余價(jià)值的循環(huán)再利用。
隨著未來(lái)鐵路設(shè)施與裝備存量的不斷擴(kuò)大、更新，如何回收并充分利用退役的老化設(shè)施、裝備及其零件成為綠色軌道交通領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究課題。2010年，國(guó)家發(fā)改委等11部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》，明確將鐵路機(jī)車再制造列入再制造重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，掀開了鐵路再制造的新篇章。
再制造是維修發(fā)展的高級(jí)階段，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的一種重要技術(shù)，也是廢舊產(chǎn)品高技術(shù)修復(fù)、改造的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。它以廢舊產(chǎn)品的零部件為毛坯，采用先進(jìn)的表面工程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，多數(shù)情況是在損傷的零件表面制備一薄層耐磨、耐蝕、抗疲勞的表面涂層。再制造產(chǎn)品質(zhì)量和性能達(dá)到或超過原型新品，而成本則不超過原型新品的50％，節(jié)能60％、節(jié)材70％，對(duì)環(huán)境的不良影響也顯著降低，屬于典型的綠色制造。
近兩百年來(lái)，鐵軌、輪轂、道岔、鐵路機(jī)車軸承、車輪、車軸等相關(guān)軌道部件的表面強(qiáng)化與修復(fù)一直都是全世界的關(guān)注熱點(diǎn)，但由于其自身高性能、高熔點(diǎn)以及獨(dú)特的使用特點(diǎn)，傳統(tǒng)技術(shù)以及近幾十年來(lái)新興的技術(shù)無(wú)法用于其表面修復(fù)與強(qiáng)化。世界各大工業(yè)強(qiáng)國(guó)，如美國(guó)、俄國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)家，每年投入了大量的人力與物力，用于鐵路再制造技術(shù)的研究，但仍然沒有從根本上解決這個(gè)難題，就目前而言，俄羅斯在傳統(tǒng)等離子體強(qiáng)化輪轂方面取得了一些應(yīng)用進(jìn)展，美國(guó)及中國(guó)鐵路研究院在激光強(qiáng)化軌道表面也取得了局部應(yīng)用進(jìn)展，但從根本實(shí)際應(yīng)用上講，這仍屬于未突破的世界難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，本發(fā)明提供了一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，本發(fā)明的發(fā)明目的旨在于填補(bǔ)鐵路再制造系統(tǒng)設(shè)備的空白，采用層流電弧等離子體束再制造系統(tǒng)設(shè)備對(duì)鐵路道岔、鋼軌、車輪及其它軌道車輛零部件進(jìn)行熱表面強(qiáng)化處理，經(jīng)過處理的材料表面硬度增強(qiáng)效果非常明顯，其耐磨性也獲得極大提高。
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，其特征在于：包括如下步驟：
鋼軌表面預(yù)處理步驟：將鋼軌表面用機(jī)械處理或化學(xué)處理的方法，清除表面的鐵銹和油污；
預(yù)熱處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，對(duì)鋼軌表面進(jìn)行預(yù)熱處理；
鋼軌表面熔覆步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器沿鋼軌縱向軸線相對(duì)平行勻速移動(dòng)，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，并經(jīng)過非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器噴射熔覆后，形成熔覆層；
鋼軌表面冷卻處理步驟：熔覆完成后，鋼軌表面進(jìn)行水冷卻或自然冷卻；
鋼軌表面再處理步驟：在除熔覆層以外的鋼軌表面上，再用除銹用具及用品進(jìn)行機(jī)械處理或化學(xué)處理，以便除去緩冷后超過4小時(shí)其表面又產(chǎn)生的氧化薄膜，使鋼軌表面再次露出新鮮的金屬光澤；
鋼軌表面噴涂處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送一層涂層材料，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器將涂層材料噴涂在鋼軌表面，形成鋼軌表面涂層。
所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，具體是指：在鋼軌上表面或者在鋼軌上表面和與上表面緊鄰的軌鄂表面噴送一層復(fù)合粉末，或噴送上、下兩層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次或多次熔覆后，形成熔覆層或形成上、下兩層結(jié)構(gòu)的熔覆層。
所述復(fù)合粉末是鎳基合金粉末、鐵基合金粉末、鎳鐵基合金粉末、鈷基合金粉末、氧化物陶瓷粉末、納米氧化物陶瓷粉末、鎳包氧化物陶瓷粉末和鎳包納米氧化物陶瓷粉末中的一種或兩種以上均勻混合后的粉末。
所述涂層材料是氧化鋯、二氧化硅、氮化鋁、氧化亞銅、鐵粉和鋁粉中一種或任意兩種以上的混合而形成的涂層材料。
所述送絲送粉裝置的送粉量為30g/min～90 g/min。
所述鋼軌表面涂層的孔隙率為0.5%～5%。
所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器的功率大于或等于200KW。
所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器的熔覆速度為30kg/h。
所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器主要采用中軸圓柱陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，沿陽(yáng)極柱周圍環(huán)形均勻布置三個(gè)或三個(gè)以上的陰極，陽(yáng)極均分為多個(gè)不同部位與對(duì)應(yīng)陰極形成連接電弧，形成高弧壓小電流層流長(zhǎng)束等離子??；陽(yáng)極和陰極均安裝在同一個(gè)底座上固定，相互絕緣，底座有水、電、氣通道，圓柱陽(yáng)極的外表面相對(duì)絕緣，只有在靠近出口的頭部裸露導(dǎo)電，從而與陰極間形成電場(chǎng)。
所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器使用的工作氣體為氬氣、氮?dú)?、氦氣、氫氣和氨氣中的一種或任意兩種以上的混合。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來(lái)的有益的技術(shù)效果表現(xiàn)在：
1、本發(fā)明利用層流等離子體對(duì)鐵路進(jìn)行再制造的方法，填補(bǔ)了鐵路再制造系統(tǒng)方面的世界空白。實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明的層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法對(duì)鐵路道岔、鋼軌、車輪及其它軌道車輛零部件進(jìn)行熱表面強(qiáng)化處理，經(jīng)過處理的材料表面硬度增強(qiáng)效果非常明顯，其耐磨性也獲得極大提高。在這方面，申請(qǐng)人前期對(duì)多種軌道及輪轂鋼進(jìn)行了大量的層流等離子體束表面熱處理(非轉(zhuǎn)移弧)試驗(yàn)，并抽取了部分樣品進(jìn)行第三方檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明：處理后軌道及輪轂鋼表面硬度提高三到四倍，其耐磨性提高10倍以上。本發(fā)明方法用于鐵路軌道和車輪，將極大地提高其耐磨性，成倍延長(zhǎng)鐵軌和車輪使用壽命，對(duì)我國(guó)鐵路建設(shè)和維護(hù)具有里程碑意義。另外，通過對(duì)鐵路搗固鎬頭的實(shí)際工作測(cè)試表明：經(jīng)層流等離子體束表面熱處理的搗固鎬頭壽命提高至少5倍。
2、本發(fā)明方法，在原有鋼軌上，通過層流等離子熔覆技術(shù)增加了與鋼軌表面具有很好結(jié)合力的另一中材質(zhì)——熔覆層，使鋼軌具有了兩種材質(zhì)。較之原有鋼軌，具有高硬度、高屈服應(yīng)力極限和低摩擦力的特點(diǎn)。從而增強(qiáng)了鋼軌的耐久性，并提高了鋼軌及固定鋼軌線路原件的使用壽命。
3、本發(fā)明的方法，采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器為熱源，以層流等離子為熱源進(jìn)行熔覆，由于層流等離子熱量集中，離子弧穩(wěn)定性好，沒有電極熔耗，輸出熱量均勻，便于控制，這樣使得熔鑄區(qū)熱量分布均勻，材料熔合充分均勻，排氣浮渣都充分，收縮應(yīng)力分布均勻。由于層流等離子設(shè)備控制精度高，對(duì)熔覆區(qū)和過渡區(qū)的控制方便，且均勻度好，應(yīng)力分配更容易控制合理。用氬氣等氣體介質(zhì)保護(hù)不需要各種添加劑，也不存在排氫，氧化等問題，所以等離子熔覆更適合大面積，大厚度，高質(zhì)量的硬面熔鑄（如高錳·高鉻陶瓷材料等），適合于制造鐵路道岔、鋼軌、車輪及其它軌道車輛零部件等。
4、本發(fā)明的方法，還包括有噴涂處理步驟，噴涂處理是采用層流等離子噴涂技術(shù)，在鋼軌表面噴涂一層表面涂層，層流等離子的加熱方式對(duì)涂層材料限制少，涂層材料選擇廣泛，且對(duì)碳化物及氧化物等熔覆更容易。
5、本發(fā)明的方法，層流等離子是一種電離弧，比弧焊機(jī)熱量更集中，所以加熱速度更快，為了獲得更集中的離子束，一般采用高壓縮比孔徑，小電流，以便控制基體溫度不致太高，避免引起退火變形，以激光器加熱速度無(wú)法比擬。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
作為本發(fā)明一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了：
一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，包括如下步驟：
鋼軌表面預(yù)處理步驟：將鋼軌表面用機(jī)械處理或化學(xué)處理的方法，清除表面的鐵銹和油污；
預(yù)熱處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，對(duì)鋼軌表面進(jìn)行預(yù)熱處理；
鋼軌表面熔覆步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器沿鋼軌縱向軸線相對(duì)平行勻速移動(dòng)，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，并經(jīng)過非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器噴射熔覆后，形成熔覆層；
鋼軌表面冷卻處理步驟：熔覆完成后，鋼軌表面進(jìn)行水冷卻或自然冷卻；
鋼軌表面再處理步驟：在除熔覆層以外的鋼軌表面上，再用除銹用具及用品進(jìn)行機(jī)械處理或化學(xué)處理，以便除去緩冷后超過4小時(shí)其表面又產(chǎn)生的氧化薄膜，使鋼軌表面再次露出新鮮的金屬光澤；
鋼軌表面噴涂處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送一層涂層材料，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器將涂層材料噴涂在鋼軌表面，形成鋼軌表面涂層。
實(shí)施例2
作為本發(fā)明又一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了：
一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，包括如下步驟：
鋼軌表面預(yù)處理步驟：將鋼軌表面用機(jī)械處理或化學(xué)處理的方法，清除表面的鐵銹和油污；
預(yù)熱處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，對(duì)鋼軌表面進(jìn)行預(yù)熱處理；
鋼軌表面熔覆步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器沿鋼軌縱向軸線相對(duì)平行勻速移動(dòng)，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，并經(jīng)過非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器噴射熔覆后，形成熔覆層；
所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，具體是指：在鋼軌上表面噴送一層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成熔覆層；
在本實(shí)施例中，所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，還可以是：在鋼軌上表面和與上表面緊鄰的軌鄂表面噴送上、下兩層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器多次熔覆后，形成上、下兩層結(jié)構(gòu)的熔覆層；
鋼軌表面冷卻處理步驟：熔覆完成后，鋼軌表面進(jìn)行水冷卻或自然冷卻；
鋼軌表面再處理步驟：在除熔覆層以外的鋼軌表面上，再用除銹用具及用品進(jìn)行機(jī)械處理或化學(xué)處理，以便除去緩冷后超過4小時(shí)其表面又產(chǎn)生的氧化薄膜，使鋼軌表面再次露出新鮮的金屬光澤；
鋼軌表面噴涂處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送一層涂層材料，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器將涂層材料噴涂在鋼軌表面，形成鋼軌表面涂層。
實(shí)施例3
作為本發(fā)明又一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了：
一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，包括如下步驟：
鋼軌表面預(yù)處理步驟：將鋼軌表面用機(jī)械處理或化學(xué)處理的方法，清除表面的鐵銹和油污；
預(yù)熱處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，對(duì)鋼軌表面進(jìn)行預(yù)熱處理；
鋼軌表面熔覆步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器沿鋼軌縱向軸線相對(duì)平行勻速移動(dòng)，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，并經(jīng)過非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器噴射熔覆后，形成熔覆層；
所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，具體是指：在鋼軌上表面噴送上、下兩層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成上、下兩層結(jié)構(gòu)的熔覆層；
在本實(shí)施例中，所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，還可以是：在鋼軌上表面和與上表面緊鄰的軌鄂表面噴送一層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成熔覆層；
鋼軌表面冷卻處理步驟：熔覆完成后，鋼軌表面進(jìn)行水冷卻或自然冷卻；
鋼軌表面再處理步驟：在除熔覆層以外的鋼軌表面上，再用除銹用具及用品進(jìn)行機(jī)械處理或化學(xué)處理，以便除去緩冷后超過4小時(shí)其表面又產(chǎn)生的氧化薄膜，使鋼軌表面再次露出新鮮的金屬光澤；
鋼軌表面噴涂處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送一層涂層材料，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器將涂層材料噴涂在鋼軌表面，形成鋼軌表面涂層。
在本實(shí)施例中，所述復(fù)合粉末是鎳基合金粉末，也可以是鐵基合金粉末，也可以是鎳鐵基合金粉末，還可以是鈷基合金粉末，還可以是氧化物陶瓷粉末。
實(shí)施例4
作為本發(fā)明又一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了：
一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，包括如下步驟：
鋼軌表面預(yù)處理步驟：將鋼軌表面用機(jī)械處理或化學(xué)處理的方法，清除表面的鐵銹和油污；
預(yù)熱處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，對(duì)鋼軌表面進(jìn)行預(yù)熱處理；
鋼軌表面熔覆步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器沿鋼軌縱向軸線相對(duì)平行勻速移動(dòng)，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，并經(jīng)過非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器噴射熔覆后，形成熔覆層；
所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，具體是指：在鋼軌上表面噴送上、下兩層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成上、下兩層結(jié)構(gòu)的熔覆層；
在本實(shí)施例中，所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，還可以是：在鋼軌上表面和與上表面緊鄰的軌鄂表面噴送一層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成熔覆層；
鋼軌表面冷卻處理步驟：熔覆完成后，鋼軌表面進(jìn)行水冷卻或自然冷卻；
鋼軌表面再處理步驟：在除熔覆層以外的鋼軌表面上，再用除銹用具及用品進(jìn)行機(jī)械處理或化學(xué)處理，以便除去緩冷后超過4小時(shí)其表面又產(chǎn)生的氧化薄膜，使鋼軌表面再次露出新鮮的金屬光澤；
鋼軌表面噴涂處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送一層涂層材料，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器將涂層材料噴涂在鋼軌表面，形成鋼軌表面涂層；
在本實(shí)施例中，所述復(fù)合粉末可以是納米氧化物陶瓷粉末，也可以是鎳包氧化物陶瓷粉末，還可以是鎳包納米氧化物陶瓷粉末；還可以是鐵基合金粉末和鎳鐵基合金粉末混合而成的粉末，還可以是鈷基合金粉末和氧化物陶瓷粉末混合而成的粉末。
在本實(shí)施例中，所述涂層材料可以是是氧化鋯，也可以是二氧化硅，也可以是氮化鋁，也可以是氧化亞銅，也可以是鐵粉，也可以是鋁粉，還可以是二氧化硅和氮化鋁混合而成的材料，還可以是氮化鋁、氧化亞銅和二氧化硅三種混合而成的材料。
在本實(shí)施例中，所述送絲送粉裝置的送粉量為30g/min。也可以選取送粉量為50g/min的送絲送粉裝置，還可以選取送粉量為80g/min的送絲送粉裝置；還可以選取送粉量為90g/min的送絲送粉裝置；送絲送粉裝置的送粉量可根據(jù)熔覆層或表面涂層的厚度以及熔覆速度或表面涂層的噴涂速度來(lái)確定。
實(shí)施例5
作為本發(fā)明又一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開了：
一種利用層流等離子進(jìn)行鋼軌表面處理的方法，包括如下步驟：
鋼軌表面預(yù)處理步驟：將鋼軌表面用機(jī)械處理或化學(xué)處理的方法，清除表面的鐵銹和油污；
預(yù)熱處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，對(duì)鋼軌表面進(jìn)行預(yù)熱處理；
鋼軌表面熔覆步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器沿鋼軌縱向軸線相對(duì)平行勻速移動(dòng)，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，并經(jīng)過非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器噴射熔覆后，形成熔覆層；
所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，具體是指：在鋼軌上表面噴送上、下兩層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成上、下兩層結(jié)構(gòu)的熔覆層；
在本實(shí)施例中，所述鋼軌表面熔覆步驟中向鋼軌表面噴送復(fù)合粉末，還可以是：在鋼軌上表面和與上表面緊鄰的軌鄂表面噴送一層復(fù)合粉末，經(jīng)非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器一次熔覆后，形成熔覆層；
鋼軌表面冷卻處理步驟：熔覆完成后，鋼軌表面進(jìn)行水冷卻或自然冷卻；
鋼軌表面再處理步驟：在除熔覆層以外的鋼軌表面上，再用除銹用具及用品進(jìn)行機(jī)械處理或化學(xué)處理，以便除去緩冷后超過4小時(shí)其表面又產(chǎn)生的氧化薄膜，使鋼軌表面再次露出新鮮的金屬光澤；
鋼軌表面噴涂處理步驟：采用非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器作為熱源，由送絲送粉裝置沿非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器中心軸向送粉，向鋼軌表面噴送一層涂層材料，非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器將涂層材料噴涂在鋼軌表面，形成鋼軌表面涂層；
在本實(shí)施例中，所述復(fù)合粉末可以是納米氧化物陶瓷粉末，也可以是鎳包氧化物陶瓷粉末，還可以是鎳包納米氧化物陶瓷粉末；還可以是鐵基合金粉末和鎳鐵基合金粉末混合而成的粉末，還可以是鈷基合金粉末和氧化物陶瓷粉末混合而成的粉末；
在本實(shí)施例中，所述涂層材料可以是是氧化鋯，也可以是二氧化硅，也可以是氮化鋁，也可以是氧化亞銅，也可以是鐵粉，也可以是鋁粉，還可以是二氧化硅和氮化鋁混合而成的材料，還可以是氮化鋁、氧化亞銅和二氧化硅三種混合而成的材料；
在本實(shí)施例中，所述送絲送粉裝置的送粉量為30g/min。也可以選取送粉量為50g/min的送絲送粉裝置，還可以選取送粉量為80g/min的送絲送粉裝置；還可以選取送粉量為90g/min的送絲送粉裝置；送絲送粉裝置的送粉量可根據(jù)熔覆層或表面涂層的厚度以及熔覆速度或表面涂層的噴涂速度來(lái)確定。
在本實(shí)施例中，所述鋼軌表面涂層的孔隙率為0.5%，也可以是2%，也可以是5%，鋼軌表面涂層的孔隙率是根據(jù)噴涂材料的不同而確定的。
在本實(shí)施例中，所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器的功率大于或等于200KW；非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器的熔覆速度為30kg/h；所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器主要采用中軸圓柱陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，沿陽(yáng)極柱周圍環(huán)形均勻布置三個(gè)或三個(gè)以上的陰極，陽(yáng)極均分為多個(gè)不同部位與對(duì)應(yīng)陰極形成連接電弧，形成高弧壓小電流層流長(zhǎng)束等離子??；陽(yáng)極和陰極均安裝在同一個(gè)底座上固定，相互絕緣，底座有水、電、氣通道，圓柱陽(yáng)極的外表面相對(duì)絕緣，只有在靠近出口的頭部裸露導(dǎo)電，從而與陰極間形成電場(chǎng)。
所述非轉(zhuǎn)移弧層流等離子發(fā)生器使用的工作氣體為氬氣，也可以是氮?dú)?，也可以是氦氣，也可以是氫氣，也可以是氨氣；還可以是氬氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，還可以是氦氣和氫氣的混合氣體。