用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨.pdf

本发明涉及铁路辙叉的制造技术，特别是一种用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨。该辙叉心轨的尖端部分、跟端部分、轮缘槽、部分翼轨工作面几部分中，至少在尖端部分中，且至少自其尖顶部至顶宽60mm断面处的心轨加强段用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分、轮缘槽、部分翼轨工作面用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。该辙叉心轨有锻件的机械性能，能大幅度提高辙叉的使用寿命，又有所需的形状和结构，保证组合后的辙叉有较好的整体性和稳定性，并可直接与线路上的钢轨焊接，能满足超长无缝线路的要求且成本不高。

1、  一种用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨，包括心轨的尖端部分、跟端部分、轮缘槽、部分翼轨工作面，其特征在于所述心轨的几部分中，至少在尖端部分中，且至少自其尖顶部至顶宽60mm断面处的心轨加强段用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分、轮缘槽、部分翼轨工作面用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。

2、  根据权利要求1所述的用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨，其特征在于该轮缘槽与上述心轨加强段一起用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分、部分翼轨工作面用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。

3、  根据权利要求1所述的用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨，其特征在于该轮缘槽及部分翼轨工作面与上述心轨加强段一起用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。

4、  根据权利要求1或2或3所述的用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨，其特征在于该耐磨钢可以是贝氏体钢、奥贝体钢或高锰钢。

用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨
技术领域：
本发明涉及铁路辙叉的制造技术，特别是一种用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨。
背景技术：
目前铁路上普遍使用的固定式辙叉是用砂型整铸的高锰钢辙叉，在致密度、性能和结构的均匀性方面较差。据统计，多数整铸高锰钢辙叉心轨的失效是由心轨轨顶宽60mm断面至20mm断面之间的部位产生的裂纹、剥落掉块和磨损造成的。如要以砂型整铸的方式大幅度提高这个部位的质量，不仅在技术上有困难，还会大幅度增加生产成本，并且由于难以避免的缩孔、缩松、气孔、裂纹等铸造缺陷，至今辙叉还不能用其它钢整铸。
高锰钢有强度韧性配合不好、屈服强度过低的缺点，心轨上述区域的工作面在使用中容易流动变形。在使用初期，变形量较小，因形变硬化较轻而磨耗较大，而在使用后期，塑性衰竭后，轨面下方0.786b处(切压力最大处，b为车轮与心轨接触面的半宽)因位错交截而形成的微裂纹又会迅速扩展，产生剥落掉块。
为满足超长无缝线路的要求，需要辙叉与线路钢轨焊在一起，但高锰钢整铸辙叉却因高锰钢可焊性差而不能与线路钢轨直接焊接。虽然已发明了高锰钢辙叉与碳素钢轨的焊接方法，如ZL91104903.7公开的一种使用低碳奥氏体钢的连接件连接高锰钢辙叉与碳素钢轨的方法，但该方法需要的闪光焊机价格昂贵，基本投资大，而且四个连接件(其中心轨跟端两个)前后共需焊接八次，成本较高。
锻件在机械性能方面显著地超过铸件。用锻造方法制造辙叉可以使用其他钢种，如空冷贝氏体钢。但锻造难以制出复杂的形状，虽然可以采用组合式结构，仅在心轨尖端部位采用锻件，但锻造需要购置相应的锻压设备，费用很高，并且锻件还需要大量的机械加工，这使其成本远高于铸件，而且组合而成的辙叉还有整体性不好、稳定性差的缺点。
发明内容：
本发明的目的旨在提供一种有锻件的机械性能，能大幅度提高辙叉的使用寿命，又有所需的形状和结构，保证组合后的辙叉有较好的整体性和稳定性，并可直接与线路上的钢轨焊接，满足超长无缝线路要求而成本不高的用复合部件制造的固定式铁路辙叉心轨。
实现上述发明目的的技术方案是：该辙叉心轨包括心轨的尖端部分、跟端部分、轮缘槽、部分翼轨工作面，在所述心轨的几部分中，至少在尖端部分中，且至少自其尖顶部至顶宽60mm断面处的心轨加强段用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分、轮缘槽、部分翼轨工作面用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。
以上技术方案是实现本发明目的一种最经济的技术方案，如果忽略辙叉的成本增加，组成心轨的上述几部分中，可以尽可能采用电渣熔铸方法熔铸成型，亦即还可以有如下技术方案来实现本发明的发明目的：该轮缘槽与上述心轨加强段一起用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分、部分翼轨工作面用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。或者，该轮缘槽及部分翼轨工作面与上述心轨加强段一起用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，其余尖端部分及跟端部分用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型。
电渣熔铸利用电流通过导电的熔渣产生的电阻热熔化自耗电极，自耗电极的成分与铸件的成分相近。熔化的液滴通过渣层入水冷的金属铸钢模内，连续凝固。由于熔渣的精炼作用，可将钢中的大部分氧化物、几乎全部硫化物除去，其他有杂质的含量也不同程度的降低。熔铸是金属从熔化大凝固形成铸件的整个过程完全在熔渣和金属铸模的严密保护下完成的，不仅避免了空气接触发生的二次氧化，还避免了被耐火材料所污染。熔铸中余下的少量夹杂物在连续凝固的条件下由于来不及集聚长大而呈细小的粒状均匀分布，对铸件的机械性能不再有显著的影响，从根本上消除了成分的偏析及缩孔、缩松、气孔、裂纹等缺陷，得到的铸件，组织均匀致密，表面光滑，无须机械加工，机械强度、塑性与锻件相同，而冲击韧性、抗疲劳强度、特别是性能的稳定性则高于锻件，因而电渣熔铸可以采用其他钢种制造辙叉，如空冷贝氏体钢。
电渣熔铸还具设备投资少、上马快、操作简便的优点，这也是采用其他方法生产辙叉所无法可比的。
附图说明：图1为本发明心轨安装使用状态下的结构示意图。
具体实施方式：
以下结合附图给出本发明的具体实施例。该实施例所述的辙叉心轨由心轨地尖端部分1、跟端部分2、轮缘槽3、部分翼轨工作面4四部分组成，其尖端部分1中自尖顶部至顶宽60mm断面处属于心轨的加强段，该加强段与轮缘槽3及部分翼轨工作面4同时用耐磨钢通过电渣熔铸的方法一次熔铸成型，该耐磨钢可以是贝氏体钢、奥贝体钢或高锰钢。超出该加强段的尖端部分1以及由两根连接钢轨构成的跟端部分2可以用铁道钢或其他钢通过熔铸、铸造、煅造中任一种方式一次成型，两连接钢轨的轨顶和轨底经过机械加工后并焊在一起，其端面与尖端部分1的端面通过焊接连接成一体，也可从尖端部分1的端面铸出接头再用螺栓副5与跟端部分2连接。该加强段与该连接钢轨之间紧固成一体，从而使由尖端部分1、跟端部分2、轮缘槽3、部分翼轨工作面4四部分组成整个辙叉心轨具有较强的整体性和稳定性。