[发明专利]一种复合耐磨镐头的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镐头的制备，特别是涉及一种铁路捣固机械用复合耐磨镐头的制备方法，该方法制备的复合耐磨镐头，其中含有柱状硬质点，实现了耐磨性与强韧性的有机统一，使镐头的整体机械性能显著提高。

背景技术

铁轨是铺设在枕木上的，而枕木下面铺垫的是碎石。列车在高速运行时产生强烈震动，是碎石发生移动，从而导致枕木甚至是铁轨发生位移，进而威胁到列车运行的安全。为了保障铁路轨道稳固、安全，必须对铁路路轨、路基进行及时地养护，其中一项重要的工作就是将碎石捣固。

目前使用的捣固机械是一种镐体，其前端为镐头，后部为镐把，镐头与镐把之间采用整体铸造或锻造而成为一体。为了控制成本，镐头与镐把采用同样的材料制成，选用材料强度较差，导致镐头极易磨损。反而影响了镐体整体的使用寿命，提高了养护捣固机械的成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种复合耐磨镐头的制备方法，该方法制备的复合耐磨镐头，由高硬度柱状硬质点和高韧性基体金属两部分复合而成，既具有基体金属的高强度和高韧性，又具有硬质相的高硬度和高抗磨性，能够同时承受高冲击和强烈磨损，具有使用寿命长、价格低廉、制备简单等特点，能够大幅降低铁轨养护捣固机械成本。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种复合耐磨镐头的制备方法，其特征在于，该方法将合金粉芯棒材扎制成捆，布置于镐头铸型的型腔内，合金粉芯棒材捆占镐头总体积的20％～60％，然后把熔化的基体金属液浇入镐头的铸型型腔内，在基体金属的热作用下，合金粉芯棒材发生熔化、溶解，合金粉芯棒材中的大量合金元素与基体金属液产生冶金化合反应，在原位生成高度弥散的合金组织，最后冷却凝固形成棒状硬质相与基体金属冶金过渡结合融为一体，制成以高韧性高强度的金属为基体、内含一定数量的冶金结合的棒状高硬度质点的复合耐磨镐头。

采用本发明的方法制备的复合耐磨镐头具有以下优点：

1、由于采用合金粉芯棒材，内部填充合金粉末，在基体金属液的高温作用下，合金粉芯棒材中的合金粉末烧结、溶解、扩散，与基体金属液发生冶金化合反应，同时由于合金粉末的吸热作用，降低了局部的温度，缩短了结晶过程，阻碍了合金元素的进一步扩散，从而使合金元素在原位富集，晶粒显著细化，析出大量弥散的高硬度的硬质化合物，凝固后便形成了镶嵌在基体金属中的宏观上呈棒状的硬质相，并与基体金属形成良好的冶金过渡结合，界面结合牢固，解决了硬质相脱落、碎裂的难题，耐磨性与强韧性有机统一，整体性能显著提高。

2、合金粉末可根据镐头的使用要求进行配比，成分可调，适应性广。

3、由于合金粉芯棒材不含粘结剂等杂质，因此不会产生夹渣气孔等缺陷，内部组织性能优良。

4、本发明的复合成型工艺可控性强、成品率高、生产质量稳定，便于大规模生产。

5、根据使用工况，柱状硬质点在基体中的比例可调，并分布均匀；

6、根据镐头的结构，可对镐头实现表面复合、区域局部复合或整体复合；

7、根据捣固介质，可调整柱状硬质点的直径大小和分布间距，可从毫米级向微米级调整，镐头的整体力学性能大幅提高。

附图说明

图1是复合耐磨镐头制备工艺示意图；

图2是复合耐磨镐头结构剖视图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

具体实施方式

参见附图，按照本发明的技术方案，制备一定直径和合金粉末配比的合金粉芯棒材1，以一定尺寸和一定比例的合金芯棒材扎制成捆，布置于镐头铸型2的型腔内，合金粉芯棒材捆占镐头总体积的20％～60％，然后把熔化的基体金属3液浇入镐头的铸型型腔内，在基体金属3的热作用下，合金粉芯棒材1发生熔化、溶解，合金粉芯棒材1中的大量合金元素与基体金属液3产生冶金化合反应，在原位生成高度弥散的合金组织，最后冷却凝固形成棒状硬质相4与基体金属3冶金过渡结合融为一体，制成以高韧性高强度的金属为基体、内含一定数量的冶金结合的棒状高硬度质点的复合耐磨镐头。

上述合金粉芯棒材1直径为Φ2mm～Φ10mm，其外皮为低碳钢管壁厚为0.1～1mm，芯部为粒度为50～200目的合金粉末。

上述合金粉芯棒材1芯部的合金粉末由高碳铬铁粉构成，根据需要可添加钼铁粉、钨铁粉、硅铁粉、锰铁粉等合金粉。

上述合金粉末也可以由碳化钨、碳化硅、碳化钛、氧化铝、氮化硅、氮化钛粉末中的一种或几种构成。