[发明专利]一种钢轨强化层的处理工艺

说明书

本发明属于钢轨强化层表面处理技术领域，提供了一种钢轨强化层的处理工艺。该处理工艺，包括：钢轨经高能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨和打磨工艺；打磨工艺包括：依次进行的硬质砂轮打磨强化层、检查强化表面应力状态、软质砂轮打磨强化层和检查强化表面应力状态。运用此工艺，可降低钢轨强化层因相变应力、热应力表征的拉应力或者转变拉应力为压应力状态，细化强化层金相微晶状马氏体的金相组织结构，提升强化层组织韧性与抗疲劳性能，继而防止强化层在外部压应力循环作用过程中出现内部裂纹而导致的硬化层剥离脱落，可极大延长高能瞬时处理钢轨的使用寿命。

技术领域

本发明属于钢轨强化层表面处理技术领域，具体地说，涉及一种钢轨强化层的处理工艺。

背景技术

与传统的表面淬火技术相比，高能瞬时淬火技术(包括不限于激光、等离子、电子束)因其具有耗能低，不改变母材金相组织形态，变形小，强化区域可控等优势，成为了目前国内外最为先进的钢轨表面强化处理技术，具有显著的经济及社会效益。

高能瞬时淬火技术，主要原理是利用高能密度热源例如等离子、激光、电子束等束对钢轨进行快速加热，使钢轨表层温度达到相变临界点以上、熔点以下，当等离子体束移开后，通过钢轨自身的急冷作用，加之钢轨金属材料良好的导热性，使加热表层区域形成超细、均匀的淬硬组织，且不用改变基体内部组织和性能，能够达到强化钢轨表层的目的。

高能瞬时淬火技术在各行业实际使用中取得了较好的效果，但由于此技术为最新的钢轨表面处理技术，在使用过程中还存在诸多的实际问题，最为紧要的问题是：由于高能密度瞬时照射会造成钢轨金属表面局部范围发生金属相变，并且相变组织为微晶状马氏体形态，强化层组织与原基材组织界面过度范围狭窄，会导致强化层应力表征为很大拉应力0-800Mpa，并且强化层表面组织形态有微量的大晶粒板条状马氏体组织形态存在，会导致强化层表面硬而脆，叠合巨大的表面拉应力，钢轨表面如果不经过后续处理进入实际工况使用，在外部应力的循环作用下，会在较短的时间内在强化层内部产生细小裂纹源，裂纹源会在恶劣的油性环境与循环往复的疲劳应力相互作用下很快发展成贯通整个强化层的贯穿裂纹，贯穿裂纹延着强化层与基材底部界面发展，并最终贯通整个强化层，导致强化层震动脱落，强化层防磨性能失效，极大影响强化钢轨的延寿效果，并导致新的安全隐患。

发明内容

针对现有技术中上述的不足，本发明的目的在于提供了一种钢轨强化层的处理工艺，运用此工艺，可降低钢轨强化层因相变应力、热应力表征的拉应力或者转变拉应力为压应力状态，细化强化层金相微晶状马氏体的金相组织结构，提升强化层组织韧性与抗疲劳性能，继而防止强化层在外部压应力循环作用过程中出现内部裂纹而导致的硬化层剥离脱落，可极大延长高能瞬时处理钢轨的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种钢轨强化层的处理工艺，包括：钢轨经高能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨和打磨工艺；打磨工艺包括：依次进行的硬质砂轮打磨强化层、检查强化表面应力状态、软质砂轮打磨强化层和检查强化表面应力状态。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，硬质砂轮打磨的条件包括：砂轮转速为600-2000转/min，砂轮为60-320目。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，软质砂轮打磨的条件包括：砂轮转速为400-1800转/min，砂轮为60-320目。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，检查钢轨后还包括喷丸喷砂工艺；喷丸喷砂工艺包括：依次进行的喷丸处理强化层、检查强化表面应力状态、喷砂处理强化层、检查强化表面应力状态。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，喷丸处理强化层的条件包括：丸粒粒径为0.2-3.0mm，喷丸压力为0.3-2.0Mpa，喷口直径为10-50mm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，喷砂处理强化层的条件包括：砂粒粒径为0.05-1.0mm，喷砂压力为0.3-2.0Mpa，喷口直径为10-50mm。