一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺及其制造方法，該滑床臺包括底部焊接于道岔墊板上的滑床臺本體，在滑床臺上部設(shè)有與塵軌底面滑動配合的耐磨平面，所述滑床臺本體由低碳鋼焊接底座和以液態(tài)模鍛方式熔接于焊接底座上的馬氏體不銹鋼耐磨層構(gòu)成，該雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺與塵軌接觸面不銹蝕、耐磨，硬度高、抗沖擊值高，與道岔墊板接觸部可焊接性好，該雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺制造成本低，使用壽命長，工作穩(wěn)定可靠，采用該方法生產(chǎn)的道岔滑床臺，滑床臺的耐磨層金屬晶粒細(xì)、組織結(jié)構(gòu)致密，無氣泡、疏松、縮孔現(xiàn)象，采用該方法生產(chǎn)道岔滑床臺成品率高。
【專利說明】一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高速鐵路軌道技術(shù)，尤其是一種用于高速鐵路軌道道岔的滑床臺及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]滑床臺是鐵路道岔中的重要部件，滑床臺通常采用焊接方式固定在道岔墊板上，在軌道轉(zhuǎn)換時(shí)尖軌在滑床臺上表面滑移，因此，要求滑床臺與道岔墊板接觸部具有良好的可焊接性，與尖軌的接觸面具有不銹蝕、耐磨，抗沖擊值高的特性。為滿足上述要求，現(xiàn)有技術(shù)中的高速鐵路道岔通常采用整體澆鑄工藝，即采用鈮釩鈦貴金屬不銹鋼精鑄，這種滑床臺雖然能夠滿足高速鐵路對滑床臺的要求，但是，在基體中使用大量的貴金屬不銹鋼材料導(dǎo)致制造成本較高。CN 203639757 U公開了公開一種鐵路高速道岔復(fù)合型滑床臺板，滑床臺板設(shè)置在底板上，所述滑床臺板上設(shè)置尖軌或芯軌，所述滑床臺板為上、下兩層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，所述下層為基材，所述上層為覆材，該滑床臺板以Q235鋼板為基材，在Q235鋼板上埋弧堆焊馬氏體型不銹鋼，再通過機(jī)加制成滑床臺板，這種滑床臺板具有基材可焊接性好，覆材硬度高、耐銹蝕等優(yōu)點(diǎn)。但是，這種滑床臺生產(chǎn)過程中對堆焊工藝要求較高，堆焊過程形成的砂眼、漏點(diǎn)、夾渣均會導(dǎo)致滑床臺質(zhì)量不合格，生產(chǎn)效率低，并且，在堆焊的過程中金屬容易氧化，影響滑床臺的質(zhì)量和使用壽命。CN101338425A公開了一種鐵路道岔滑床板表面耐磨抗蝕合金涂層激光熔覆工藝，該工藝?yán)眉す庠诨舶灞砻嫒鄹埠辖饘?，該工藝也存在著生產(chǎn)設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低，成品率低等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，該雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺與塵軌接觸面不銹蝕、耐磨，硬度高、抗沖擊值高，與道岔墊板接觸部可焊接性好，該雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺制造成本低，使用壽命長，工作穩(wěn)定可
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[0004]解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案:一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，包括底部焊接于道岔墊板上的滑床臺本體，在滑床臺上部設(shè)有與塵軌底面滑動配合的耐磨平面，所述滑床臺本體由低碳鋼焊接底座和以液態(tài)模鍛方式熔接于焊接底座上的馬氏體不銹鋼耐磨層構(gòu)成。
[0005]作為本發(fā)明的改進(jìn):馬氏體不銹鋼耐磨層的厚度為5 —15_。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):低碳鋼焊接底座與馬氏體不銹鋼耐磨層的熔接面為波浪曲面，峰谷落差為2-3mm。
[0007]發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是:提供一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的制造方法，采用該方法可以生產(chǎn)出與塵軌接觸面不銹蝕、耐磨，硬度高、抗沖擊值高，與道岔墊板接觸部可焊接性好的道岔滑床臺，滑床臺的耐磨層金屬晶粒細(xì)、組織結(jié)構(gòu)致密，無氣泡、疏松、縮孔現(xiàn)象，采用該方法生產(chǎn)道岔滑床臺成品率高。
[0008]解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案:一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的制造方法，所述雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺是按以下方法生產(chǎn)的:
1)模具預(yù)熱，將模具加熱至400—500°C ；
2)噴涂涂料，依次向模具型腔內(nèi)壁噴涂底層涂料和面層涂料，所述底層涂料為隔熱型高熔點(diǎn)金屬液態(tài)模鍛涂料，所述面層涂料為耐高溫、抗熔焊型高熔點(diǎn)金屬液態(tài)模鍛涂料；
3)澆鑄焊接底座，向模具型腔中注入低碳鋼鋼液；
4)澆鑄耐磨層，待前步注入模具內(nèi)的低碳鋼溫度低于液相線溫度時(shí)，在低碳鋼頂面覆蓋澆鑄馬氏體不銹鋼鋼液；
5)模鍛連接，將上壓頭壓入模具型腔內(nèi)，施壓；
6)模鍛保壓，上壓頭持續(xù)施壓10— 30秒；
7)脫模，開啟模具，將鑄件頂出模具型腔，得雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺毛坯；
8)機(jī)加處理，對雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺毛坯進(jìn)行機(jī)加處理，在不銹鋼耐磨層加工出耐磨平面，得雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺。
[0009]作為本發(fā)明方法的改進(jìn):
步驟3)中，低碳鋼鋼液澆鑄的溫度為1530— 1560°C。
[0010]步驟4)中，待前步注入模具內(nèi)的低碳鋼溫度低于液相線20°C時(shí)，在低碳鋼上覆蓋澆鑄馬氏體不銹鋼鋼液。
[0011]步驟4)中，馬氏體不銹鋼澆鑄的溫度為1630— 1660°C。
[0012]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn):
步驟5)中，上壓頭加壓速度為10mm/s。
[0013]步驟6 )中，施加的壓力為60— 70MPa/cm2。
[0014]作為本發(fā)明方法的再進(jìn)一步改進(jìn):
所述底層涂料噴涂的厚度為0.2-0.3mm，所述面層涂料噴涂的厚度為0.3-0.4 mm。
[0015]有益效果:本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，由于采用了所述雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺包括底部焊接于道岔墊板上的滑床臺本體，在滑床臺上部設(shè)有與塵軌底面滑動配合的耐磨平面，所述滑床臺本體由低碳鋼焊接底座和以液態(tài)模鍛方式熔接于焊接底座上的馬氏體不銹鋼耐磨層構(gòu)成的技術(shù)方案，通過在低碳鋼焊接底座上液態(tài)模鍛熔接不銹鋼耐磨層，使不銹鋼耐磨層與低碳鋼焊接底座緊密結(jié)合成一體，使得本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺與塵軌接觸面不銹蝕、耐磨，硬度高、抗沖擊值高，與道岔墊板接觸部可焊接性好，低碳鋼焊接底座與不銹鋼耐磨層無漏點(diǎn)連接，耐磨層硬度高，無氣泡、夾渣，該雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺具有制造成本低，使用壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)；由于合理地限定了馬氏體不銹鋼耐磨層的厚度，使本發(fā)明的滑床臺整體性更好，強(qiáng)度更高，抗沖擊能力更強(qiáng)；由于采用了低碳鋼焊接底座與馬氏體不銹鋼耐磨層的熔接面為波浪曲面的技術(shù)特征，使不銹鋼耐磨層與低碳鋼焊接底座的結(jié)合更好，內(nèi)部應(yīng)力更小，使用過程中底座受力更均勻，滑床臺的使用壽命更長。
[0016]本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的制造方法，由于采用了模具預(yù)熱、噴涂涂料、澆鑄焊接底座、澆鑄耐磨層、模鍛連接、模鍛保壓、脫模、機(jī)加處理的工藝路線，通過在低碳鋼頂面采用液態(tài)模鍛的方式熔接不銹鋼耐磨層，實(shí)現(xiàn)了兩層金屬完全結(jié)合，克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用激光熔焊或堆焊方式形成耐磨層時(shí)容易產(chǎn)生漏點(diǎn)、砂眼、夾渣現(xiàn)象，導(dǎo)致成品率低的缺陷，并且，提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本，采用本發(fā)明的方法可以生產(chǎn)出與塵軌接觸面不銹蝕、耐磨，抗沖擊值高，與道岔墊板接觸部可焊接性好的道岔滑床臺，滑床臺的耐磨層硬度高，金屬晶粒細(xì)、組織結(jié)構(gòu)致密，無氣泡、疏松、縮孔現(xiàn)象，成品率高；由于合理地限定了低碳鋼的澆鑄溫度，保證了低碳鋼焊接底座質(zhì)量，由于采用了待前步注入模具內(nèi)的低碳鋼溫度低于液相線20攝氏度時(shí)，再在低碳鋼上覆蓋澆鑄馬氏體不銹鋼鋼液的技術(shù)特征，合理地確定了馬氏體不銹鋼鋼液的澆鑄時(shí)機(jī)，在確保低碳鋼與不銹鋼熔接的同時(shí)，避免低碳鋼與不銹鋼發(fā)生混相，保證了不銹鋼耐磨層的硬度及耐磨、抗銹蝕的特性；由于合理的確定了馬氏體不銹鋼澆鑄的溫度，保證了后序的液態(tài)模鍛效果；由于合理地限定了上壓頭加壓速度和保壓的壓力，使正在凝固的鑄態(tài)封閉硬殼產(chǎn)生塑性變形，強(qiáng)制排除鋼液中的氣體、消除凝固收縮形成的縮孔，使不銹鋼發(fā)生重塑和再結(jié)晶，細(xì)化晶粒，從而進(jìn)一步改善耐磨層物理性能和機(jī)械性能，采用本發(fā)明方法制造的滑床臺的耐磨層表面布氏硬度可以達(dá)到HB350以上，且機(jī)械加工后形成的耐磨平面更光滑，摩擦阻力更??；由于合理地限定了底層涂料和面層涂料噴涂的厚度，防止高溫鋼液與模具發(fā)生熔焊或?qū)е履＞咦冃巍p壞，保證滑床臺毛坯順利脫模，使模具能夠反復(fù)使用，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，包括底部焊接于道岔墊板I上的滑床臺本體2，在滑床臺上部設(shè)有與塵軌底面滑動配合的耐磨平面3，所述滑床臺本體由低碳鋼焊接底座22和以液態(tài)模鍛方式熔接于底座上的馬氏體不銹鋼耐磨層21構(gòu)成，低碳鋼焊接底座與馬氏體不銹鋼耐磨層的熔接面4為波浪曲面，峰谷落差為2-3mm，馬氏體不銹鋼耐磨層的厚度為5 —15_，具體厚度根據(jù)不同產(chǎn)品要求在此范圍內(nèi)合理確定。
[0020]本發(fā)明的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的制造方法，所述雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺是按以下方法生產(chǎn)的:
1)模具預(yù)熱，將模具加熱至400—500°C ；
2)噴涂涂料，先向模具型腔內(nèi)壁噴涂底層涂料，待底層涂料干燥后再向底層涂料表面噴涂面層涂料，所述底層涂料為隔熱型高熔點(diǎn)金屬液態(tài)模鍛涂料，所述面層涂料為耐高溫、抗熔焊型高熔點(diǎn)金屬液態(tài)模鍛涂料，所述底層涂料噴涂的厚度為0.2-0.3mm，所述面層涂料噴涂的厚度為0.3-0.4 mm ；
3)澆鑄焊接底座，將低碳鋼熔化并加熱至1600°C出爐，向模具型腔中注入低碳鋼鋼液，低碳鋼的澆鑄量依據(jù)所生產(chǎn)規(guī)格的滑床臺焊接底座部分體積確定，定量澆鑄，低碳鋼鋼液澆鑄的溫度為1530— 1560°C ；
4)澆鑄耐磨層，待前步注入模具內(nèi)的低碳鋼溫度低于液相線20°C時(shí)，以20#低碳鋼為例，當(dāng)20#低碳鋼溫度降至1480°C時(shí)，在低碳鋼頂面覆蓋澆鑄馬氏體不銹鋼鋼液，馬氏體不銹鋼澆鑄過程需先將馬氏體不銹鋼熔化并加熱至1700°C出爐，馬氏體不銹鋼澆鑄的溫度為1630—1660°C ；5)模鍛連接，將上壓頭以lOmm/s速度壓入模具型腔內(nèi)，施壓至60—70MPa/cm2;
6)模鍛保壓，保持上壓頭壓力在60—70MPa/cm2，持續(xù)施壓10 — 30秒；
7)脫模，待鑄件溫度降至900—950°C時(shí)，開啟模具，將鑄件頂出模具型腔，得雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺毛坯；
8)機(jī)加處理，對雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺毛坯進(jìn)行機(jī)加處理，修整外型，在不銹鋼耐磨層加工出耐磨平面，得雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺。
[0021]本實(shí)施例中，低碳鋼選用一20#低碳鋼，馬氏體不銹鋼選擇2Crl3，底層涂料選擇熱阻率高的硅藻土涂料，面層涂料選擇耐1800°C高溫的石墨與Al2O3涂料。
[0022]在具體生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求或制造成本，選擇其它規(guī)格的符合要求的低碳鋼(如:Q235)或馬氏體不銹鋼(如:lCrl3或4Crl3)，并根據(jù)所選用的低碳鋼或馬氏體不銹鋼適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，包括底部焊接于道岔墊板上的滑床臺本體，在滑床臺上部設(shè)有與塵軌底面滑動配合的耐磨平面，所述滑床臺本體由低碳鋼焊接底座和以液態(tài)模鍛方式熔接于焊接底座上的馬氏體不銹鋼耐磨層構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，其特征是:馬氏體不銹鋼耐磨層的厚度為5—15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺，其特征是:低碳鋼焊接底座與馬氏體不銹鋼耐磨層的熔接面為波浪曲面，峰谷落差為2-3mm。
4.一種制造權(quán)利要求1所述的雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，所述雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺是按以下方法生產(chǎn)的: 1)模具預(yù)熱，將模具加熱至400—500°C ； 2)噴涂涂料，依次向模具型腔內(nèi)壁噴涂底層涂料和面層涂料，所述底層涂料為隔熱型高熔點(diǎn)金屬液態(tài)模鍛涂料，所述面層涂料為耐高溫、抗熔焊型高熔點(diǎn)金屬液態(tài)模鍛涂料； 3)澆鑄焊接底座，向模具型腔中注入低碳鋼鋼液； 4)澆鑄耐磨層，待前步注入模具內(nèi)的低碳鋼溫度低于液相線溫度時(shí)，在低碳鋼頂面覆蓋澆鑄馬氏體不銹鋼鋼液； 5)模鍛連接，將上壓頭壓入模具型腔內(nèi)，施壓； 6)模鍛保壓，上壓頭持續(xù)施壓10— 30秒； 7)脫模，開啟模具，將鑄件頂出模具型腔，得雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺毛坯； 8)機(jī)加處理，對雙金屬液態(tài)模鍛道岔滑床臺毛坯進(jìn)行機(jī)加處理，在不銹鋼耐磨層加工出耐磨平面，得雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，其特征是:步驟3)中，低碳鋼鋼液澆鑄的溫度為1530— 1560°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，其特征是:步驟4)中，待前步注入模具內(nèi)的低碳鋼溫度低于液相線20°C時(shí)，在低碳鋼上覆蓋澆鑄馬氏體不銹鋼鋼液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，其特征是:步驟4)中，馬氏體不銹鋼澆鑄的溫度為1630— 1660°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7任一項(xiàng)所述的制造雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，其特征是:步驟5)中，上壓頭加壓速度為10mm/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，其特征是:步驟6)中，施加的壓力為60— 70MPa/cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造雙金屬液態(tài)熔覆模鍛道岔滑床臺的方法，其特征是:所述底層涂料噴涂的厚度為0.2-0.3mm，所述面層涂料噴涂的厚度為0.3-0.4 mm。
【文檔編號】E01B7/14GK104452488SQ201410679192
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】代啟軍, 姚建 申請人:遼寧恒泰鐵路器材制造有限公司