[发明专利]一种制备铁路接触网导线表面细晶耐磨层的装置和方法

说明书

本发明公开一种制备铁路接触网导线表面细晶耐磨层的装置和方法，包括：腔体外壳和接触网导线；腔体外壳内壁周向开设有第一环形槽；腔体外壳内设置有腔体内壳；腔体外壳与腔体内壳之间形成滚动腔；腔体内壳外壁周向开设有第二环形槽；第一环形槽与第二环形槽之间等间距设置有若干滚柱；若干滚柱外套设有保持架；腔体外壳外壁对称连通有进油管和出油管；进油管和出油管均与滚动腔连通；腔体内壳内壁设置有若干伸缩滚压刀具；伸缩滚压刀具与腔体内壳内壁连接端连通滚动腔；伸缩滚压刀具的另一端设置有滚压头；滚压头与接触网导线外壁抵接，能够解决现有铁路接触网导线强度不足和耐磨性能较差的问题，大大延长接触网导线服役寿命。

技术领域

本发明涉及电气化铁路零部件材料加工及表面强化技术领域，特别是涉及一种制备铁路接触网导线表面细晶耐磨层的装置和方法。

背景技术

随着铁路高速化、重载化和电气化进程不断加快，电气化列车服役过程中的弓网关系问题愈加凸显，接触网导线所面临的磨耗与损伤现象也日益严重，接触网导线服役寿命大大降低，而频繁更换接触网导线对铁路运营造成极大的经济负担。

同时，作为电气化铁路接触网用导线，性能要求包括导电性，抗拉强度，热软化性，抗疲劳性、耐磨损性以及耐腐蚀性等，而现有的接触网导线的改性技术多以改变材料组分的方式(如添加纤维，陶瓷颗粒，稀土元素，石墨，铜合金化等)为主流，这些改性技术虽显著提高了接触网导线的强度但也带来了导线电导率大幅下降和制备与研发成本大幅增加的问题。因此，为应对不断提出的铁路技术问题，面对我国铁路电气零部件强化领域的挑战，研究人员不断研发针对接触网导线的新材料和新加工技术。

表面细晶耐磨层强化工艺是近几年发展的新型表面处理加工技术，它通过对金属表面施加强烈应力来诱导表层晶粒细化并形成一层具有一定厚度的残余压应力耐磨细晶层，同时具备加工硬化和细晶强化效应。而表面滚压加工处理(SMRT)更是该工艺技术的新技术突破，结合了喷丸喷砂、表面机械研磨(SMAT)等对表面施加冲击载荷及表面机械碾压(SMGT)对表面施加碾压载荷等技术优点开发而成，具备了更高的可控性和细化层更厚、细化程度更高的纳米晶层，可更大地提高材料表面性能，也是最新表面纳米化工艺突破热点。而且，由于电气化铁路接触网导线材料热加工会导致内部组织发生显著变化，由此可见表面滚压加工技术作为冷加工强化技术，尤其适合作为一道加工强化工艺加入到接触网导线加工生产线中。因此，基于接触网导线材料较高的塑性和优异的冷加工性能，通过表面滚压机械设备对导线进行纳米化加工强化，在导线表面构筑一层高强耐磨的细晶结构层，可以延长导线使用寿命，优化铁路运营成本，具有良好的工业化前景。

但现有的滚压加工设备(如专利CN201610546175.1和豪克能滚压加工装置等)多数采用单一滚压头和简单结构的加工设备对棒状加工试样进行单道表面滚压工序，加工效率仍有较大的提升空间，因此，如何在棒状材料表面滚压加工时实现外周多道次同时加工，提升加工效率并降低加工成本，使其适用于工厂加工生产线上，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备铁路接触网导线表面细晶耐磨层的装置和方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够解决现有铁路接触网导线强度不足和耐磨性能较差的问题，大大延长接触网导线服役寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种制备铁路接触网导线表面细晶耐磨层的装置，包括：腔体外壳和接触网导线；所述腔体外壳内壁周向开设有第一环形槽；所述腔体外壳内设置有腔体内壳；所述腔体外壳与所述腔体内壳之间形成滚动腔；所述腔体内壳外壁周向开设有第二环形槽；所述第一环形槽与所述第二环形槽之间等间距设置有若干滚柱；若干所述滚柱外套设有保持架；所述腔体外壳外壁对称连通有进油管和出油管；所述进油管和所述出油管均与所述滚动腔连通；所述腔体内壳内壁设置有若干伸缩滚压刀具；所述伸缩滚压刀具与所述腔体内壳内壁连接端连通所述滚动腔；所述伸缩滚压刀具的另一端设置有滚压头；所述滚压头与所述接触网导线外壁抵接。