[发明专利]一种减震降噪的高速铁路轨道及其制造方法

权利要求书

1.一种减震降噪的高速铁路轨道的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将亚共晶成分物料在中频感应炉中熔化成铁水；

步骤2，对铁水依次进行球化处理、扒渣和孕育处理，处理后的铁水成分及其质量百分比分别为C：3.3-3.6%，Si：2.3-2.7%，Mn：0.3-0.5%，Ni：0.6-1.0%，Cu：0.4-0.7%，Mg：0.03-0.045%，P≤0.02%，S≤0.02%，Cr≤0.3%，Mo≤0.5%，V≤0.5%，其余为Fe，以上各组分的质量百分比总和为100%；

步骤3，将步骤2处理后的铁水倒入水平连续铸造设备中进行水平连续铸造，拉制成表面颜色均匀一致的球墨铸铁工字型型材，工字型型材的底部厚度比标准轨道增加了5mm～7mm，顶部厚度比标准轨道增加了2mm～4mm，腹部立筋厚度比标准轨道增加了6mm～8mm；

所述步骤3中，水平连续铸造包括将步骤2处理后的铁水从浇注口倒入连铸保温炉中，铁水自连铸保温炉进入结晶器的石墨型腔中时，调大结晶器的通水量，待铁水凝固成导轨坯材形状时，启动牵引机，拉拽引晶杆，等结晶器内温度场稳定了，观察坯材表面颜色的均匀与否，如果各处均匀一致，则继续拉拔；如果坯材表面明暗不均，则调整结晶器各处的通水量、铁水中碳当量和硅碳比例，使坯材表面颜色均匀一致，然后开始计长，按定长截取；所述结晶器为组合式腹冷结晶器，主要由内部梯形石墨衬套（14）、外部水冷夹层板和夹持卡（2）组成，石墨衬套（14）中部开设有工字形型腔（17）和两个长条形通孔（13），两个通孔（13）分别位于型腔（17）两侧腰部，通孔（13）内部插入有两端封闭的水冷厚壁管，水冷夹层板上设置有与水冷厚壁管相连通的进水管和出水管；

步骤4，对拉拔的型材进行金相观察和电子扫描检测，若型材表层15mm以内的石墨球径≤25μm，球化率为100%，且石墨球密度为300个/mm²以上，进行步骤5，否则重新制备球墨铸铁工字型型材；

步骤5，对型材依次进行球化退火处理和矫直，使型材弯曲度≤1.0mm/m，再根据标准轨道尺寸铣除型材底部和顶部的多余材料；

步骤6，对型材进行等温淬火处理，先将型材加热到93010℃，保温1h～2h，再向型材喷洒硝盐液体，使型材快速冷却，然后浸入硝盐槽中保温一段时间再空冷至室温；

所述步骤6中，采用贯通式感应加热炉和硝盐槽对型材进行等温淬火处理，贯通式感应加热炉和硝盐槽的隔墙中加装有感应加热与喷淋线圈，线圈的中空管中通入有硝盐液体，线圈上密布有斜向通孔，硝盐液体从斜向通孔喷向型材，使型材快速冷却至300±5℃，再浸入硝盐槽中保温1h～2h，最后空冷至室温，完成淬火处理；

步骤7，对步骤6处理后的型材作机械校准和截断，用闪光焊将多根型材首尾相接依次焊接在一起，使之符合高速铁路轨道标准所规定的长度；

步骤8，对焊缝区段进行正火处理，然后磨削掉轨道表面的加工余量，清除轨道表面裸露的石墨，即制得一种减震降噪的高速铁路轨道。

2.根据权利要求1所述的一种减震降噪的高速铁路轨道的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的球化退火处理，包括将型材放入退火炉中，使退火炉阶梯式升温到880±10℃，保温2h-3h，再随炉冷却到700±10℃，保温2h-3h，然后随炉冷却到300℃以下，出炉空冷至室温。

3.根据权利要求1所述的一种减震降噪的高速铁路轨道的制备方法，其特征在于，所述步骤8中，对焊缝区段进行正火处理，包括先将温度升至800±10℃，保温0.3h～1h，再空冷至室温。

4.如权利要求1-3中任一种减震降噪的高速铁路轨道的制备方法制备的减震降噪的高速铁路轨道，其特征在于，由多个工字型型材焊接组成，工字型型材按照质量百分比由以下组分组成，C：3.3-3.6%，Si：2.3-2.7%，Mn：0.3-0.5%，Ni：0.6-1.0%，Cu：0.4-0.7%，Mg：0.03-0.045%，P≤0.02%，S≤0.02%，Cr≤0.3%，Mo≤0.5%，V≤0.5%，余量为Fe，以上各组分的质量百分比总和为100%；工字型型材的抗拉强度≥880MPa，延伸率≥8%；

所述工字型型材的金相组织为奥铁体和石墨球组成的复相组织，奥铁体由高碳奥氏体+针状高硅铁素体组成，所述工字型型材表层12mm～18mm以内的石墨球球径≤25微米，石墨球密度≥300个/mm²。