[发明专利]一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理装置及其使用方法。

背景技术

捣镐是应用于铁路大型养路机械-捣固车上的一种易耗部件，其作用是捣实并紧固位于铁路线路道床中的石碴，使石碴为轨枕提供稳定而坚实的支撑。捣固作业时，由于道床是散粒结构，耐磨捣镐的受力情况很复杂，不仅受到冲击力和摩擦力的作用，还受到交变应力的作用。因此，要求捣镐具有较高的耐磨性和足够的抗疲劳能力，以取得良好的工作效果和延长使用寿命。

通过在表面堆焊、喷焊耐磨合金层可以增加耐磨捣镐表面硬度提高耐磨性，但堆焊、喷焊耐磨合金层对焊接工艺有较高要求，如焊接工艺不满足要求，将会导致不合格产品的出现，使用中出现耐磨合金层整体掉块脱落等情况。钎焊硬质合金片可以大大提高耐磨捣镐表面硬度，但硬质合金与钢钎焊属于异种金属焊接，不易取得很高的连接强度。

由于堆焊、喷焊、钎焊耐磨合金层工艺复杂，且性能难以保证，因此迫切需要一种新的表面处理技术提高捣镐表面硬度和增加其耐磨性，同时保持母材基体强韧性，使捣镐在使用中不会出现掉块、掉渣等现象。

发明内容

本发明是要解决现有铁路用耐磨捣镐表面处理的工艺复杂，且性能难以保证的问题，从而提供一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置及其使用方法。

一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，是由冷却水通路、氩气和氮气混合气体通道、耐高温陶瓷元件、捣镐镐头预留口、耐高温密封件、真空泵抽气通道、可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体和反应室组成，所述捣镐镐头预留口从可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体内部延伸到外部，耐高温陶瓷元件和耐高温密封件设置在捣镐镐头预留口上，所述耐高温密封件在耐高温陶瓷元件的上方，所述冷却水通路开在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体内部，所述氩气和氮气混合气体通道和真空泵抽气通道在反应室上部且左右对称。

本发明的装置内部反应室形状与捣镐相似，可获得与捣镐表面匹配并均匀分布的等离子体层，通过均匀分布的含氮等离子体与捣镐表面反应形成表面改性层，获得表面改性层厚度深，硬度高，提高捣镐的耐磨性和抗疲劳性能。

一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的使用方法，具体是按以下步骤完成的：

一、将等离子体表面处理装置拆开，将捣镐置入反应室内，然后将等离子体表面处理装置装上，捣镐镐头通过捣镐镐头预留口连接电极正极，通过耐高温陶瓷元件和耐高温密封件密封反应室，开启冷却水通路中冷却水循环，真空泵接真空泵抽气通道将气压抽真空至10^-3～10^-2Pa；

二、通过氩气和氮气混合气体通道以流速为1200～1400mL/min，向反应室内充入氩气、氮气混合气，在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体与捣镐间施加方形负脉冲电压电离氩气、氮气混合气体，形成含氮高温等离子体；

三、在电压为10～200Kev的电场作用下，含氮高温等离子体向捣镐表面运动轰击捣镐表面，形成改性层，即完成捣镐的表面处理。

本发明包括以下有益效果：

1、本发明对捣镐进行表面处理的加工成本低，且对基材的影响小；

2、本发明对捣镐的表面处理形成的改性层厚度为200μm～1mm；硬度＞900HV。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为使用铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本具体实施方式，本实施方式的一种铁路用耐磨捣镐等离子体表面处理装置，是由冷却水通路1、氩气和氮气混合气体通道2、耐高温陶瓷元件3、捣镐镐头预留口4、耐高温密封件5、真空泵抽气通道6、可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7和反应室8组成，所述捣镐镐头预留口4从可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7内部延伸到外部，耐高温陶瓷元件3和耐高温密封件5设置在捣镐镐头预留口4上，所述耐高温密封件5在耐高温陶瓷元件3的上方，所述冷却水通路1开在可拆卸式不锈钢等离子体产生器实体7内部，所述氩气和氮气混合气体通道2和真空泵抽气通道6在反应室8上部且左右对称。

本实施方式的装置内部反应室形状与捣镐相似，可获得与捣镐表面匹配并均匀分布的等离子体层，通过均匀分布的含氮等离子体与捣镐表面反应形成表面改性层，获得表面改性层厚度深，硬度高，提高捣镐的耐磨性和抗疲劳性能。