[发明专利]一种新型钢轨修复用合金丝材及钢轨表面损伤修复的方法

说明书

本发明涉及了一种新型钢轨修复用合金丝材及钢轨表面损伤修复的方法，所述新型钢轨修复用合金丝材包括如下重量百分比的组分：0.6‑1.5％的硅、0.1‑0.6％的锰、0.01‑0.1％的钒、0.01‑0.5％的铜和小于等于0.45％的碳，其余为铁，其所含杂质中铬小于等于0.4％，硫小于等于0.005％，磷小于等于0.01％。该新型钢轨修复用合金丝材具有较高的强度、硬度和韧性，且具有较好的抗腐蚀能力，该钢轨表面损伤修复的方法中，利用该合金丝材作为熔覆材料，在钢轨的受损面上熔覆形成的熔覆层组织致密、热影响区小、结合强度高、晶粒细小均匀、无柱状晶组织形态，具有较好的抗拉强度和屈服强度，且具有较高的冲击吸收功，保证了钢轨表面损伤的修复质量，且该钢轨表面损伤修复的方法工作效率高、资源利用率高。

技术领域

本发明涉及一种新型钢轨修复用合金丝材及钢轨表面损伤修复的方法，属于增材制造技术领域。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)俗称3D打印，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

熔覆技术是现代制造业中最为重要的结构修复技术之一。熔覆的目的就是在基体材料表面生成具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀、热障碍等的功能层，从当前熔覆的应用情况来看，其主要应用于两个方面：一，对材料的表面改性，如燃汽轮机叶片，轧辊，齿轮等；二，对产品的表面修复，如转子，模具等。有关资料表明，修复后的部件强度可达到原强度的90％以上，其修复费用不到重置价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了大型企业重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。

我国铁路运营高速化、重载化，钢轨伤损日益严重，目前磨损钢轨表面在线修复过程中具有工作效率低、资源浪费大、焊补层冲击韧性不够、修复质量不易保证等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型钢轨修复用合金丝材及钢轨表面损伤修复的方法，该新型钢轨修复用合金丝材具有较高的强度、硬度和韧性，且具有较好的抗腐蚀能力，该钢轨表面损伤修复的方法中，利用该合金丝材作为熔覆材料，在钢轨的受损面上熔覆形成的熔覆层组织致密、晶粒细小均匀、无柱状晶组织形态，具有较好的抗拉强度和屈服强度，且具有较高的冲击吸收功，保证了钢轨表面损伤的修复质量，且该钢轨表面损伤修复的方法工作效率高、资源利用率高。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种新型钢轨修复用合金丝材，所述新型钢轨修复用合金丝材包括如下重量百分比的组分：0.6-1.5％的硅、0.1-0.6％的锰、0.01-0.1％的钒、0.01-0.5％的铜和小于等于0.45％的碳，其余为铁。

进一步地，所述新型钢轨修复用合金丝材包括如下重量百分比的组分：0.4％的碳、0.8％的硅、0.4％的锰和0.1％的钒和0.3％的铜，其余为铁。

进一步地，所述新型钢轨修复用合金丝材包括如下重量百分比的组分：0.4％的碳、1.2％的硅、0.4％的锰、0.05％的钒和0.5％的铜，其余为铁。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述的新型钢轨修复用合金丝材进行钢轨表面损伤修复的方法，包括如下步骤：

(1)将上述新型钢轨修复用合金丝材的钢铸件锻成盘条，并由丝材拉拔工艺冷拔成直径为0.5-1.2mm的熔覆丝材。

(2)清理受损的表面，去除浮锈、灰尘、油污等杂质，保证修复面的洁净，避免杂质影响结合处成分组成，而降低结合处综合性能。