高錳鋼轍叉

《高錳鋼轍叉》涉及軌道技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高錳鋼轍叉。

截至2013年12月，鐵路上使用的改道轍叉大多數(shù)是整鑄式高錳鋼轍叉，轍叉心軌與兩翼軌之間有較大的空隙，這樣轍叉心軌尖端與兩翼軌工作邊最接近處形成一有害空間，列車在改道時(shí)，車輪按輪緣軌跡通過(guò)轍叉至尖軌50端面處，此段距離為轍叉磨損最快段和使用壽命關(guān)鍵段，尤其是改道的理論尖端，車輪輪緣行駛至理論尖端時(shí)，輪緣承載的面積極小，容易使轍叉塌邊、磨損，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生裂紋，造成轍叉下道，不能使用。由于轍叉各部件為鑄造產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)又過(guò)于復(fù)雜，不可避免的會(huì)存在鑄造缺陷，這些缺陷在列車長(zhǎng)期荷載作用下，會(huì)引起轍叉的裂紋，造成轍叉的損傷，特別是轍叉兩側(cè)的翼軌的損壞非常平凡。由于列車經(jīng)過(guò)時(shí)的不斷碾壓，翼軌的磨損嚴(yán)重，硬度亦不斷提高，容易出現(xiàn)剝離掉塊現(xiàn)象，引起轍叉的傷損；傷損的轍叉將危及列車的行車安全，因而必須及時(shí)予以更換，轍叉需整體更換，大大增加了軌道交通的運(yùn)行成本。

圖1為《高錳鋼轍叉》的構(gòu)造示意圖。

圖2為該發(fā)明轍叉心軌構(gòu)造示意圖。

圖中：1.翼軌Ⅰ、2.翼軌Ⅱ、3.叉心、4.軌道Ⅰ、5.軌道Ⅱ、6.隔塊Ⅰ、7.隔塊Ⅱ、8.隔塊Ⅲ。

2020年7月17日，《高錳鋼轍叉》獲得安徽省第七屆專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B

如圖1和圖2所示，《高錳鋼轍叉》包括獨(dú)立的翼軌Ⅰ1和翼軌Ⅱ2以及設(shè)在翼軌Ⅰ1和翼軌Ⅱ2中間的轍叉心軌，其中，轍叉心軌包括尖端部和兩個(gè)軌道部，尖端部為叉心3，兩個(gè)軌道部分別為軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5，尖端部的一端與兩個(gè)軌道部之間通過(guò)臺(tái)階面相配合在一起，具體為，尖端部一端兩側(cè)均設(shè)有臺(tái)階，兩個(gè)軌道部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有與尖端部?jī)蓚?cè)臺(tái)階相適配的結(jié)構(gòu)，通過(guò)臺(tái)階面相配合在一起，配合面積大，固定更可靠，并對(duì)軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5的配合端部起到支撐作用，不易出現(xiàn)塌邊現(xiàn)象。為了防止兩個(gè)軌道部工作時(shí)，軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5受力向中間移動(dòng)，在軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5之間設(shè)有隔塊Ⅰ6，隔塊Ⅰ6上設(shè)有與兩個(gè)軌道部上的孔相對(duì)應(yīng)的固定孔，通過(guò)高強(qiáng)度的螺栓穿過(guò)兩個(gè)軌道部和隔塊Ⅰ6上的孔將其固定在一起。為提高兩個(gè)軌道部與尖端部之間的固定強(qiáng)度，在轍叉心軌的尖端部與兩個(gè)軌道部相配合位置處與兩側(cè)的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設(shè)有隔塊Ⅱ7，固定螺栓穿過(guò)翼軌Ⅰ1、翼軌Ⅱ2、隔塊Ⅱ7、尖端部、兩個(gè)軌道部將其固定在一起。并在尖端部的尖頭端與兩側(cè)的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設(shè)有隔塊Ⅲ8，固定螺栓穿過(guò)翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅲ8以及尖端部將其固定在一起。尖端部材質(zhì)為高強(qiáng)度耐磨合金鋼，獨(dú)立部件，成本增加較少，并可增加轍叉的使用壽命。尖端部與兩個(gè)軌道部相配合端的上表面的高度低于兩個(gè)軌道部上表面的高度，減少車輪運(yùn)行阻力。各部件通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)組裝在一起，單個(gè)部件重量較小，便于安裝部件損壞可單獨(dú)更換，不用整體更換，降低成本。

高錳鋼轍叉專利目的

《高錳鋼轍叉》所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高錳鋼轍叉，其高錳鋼轍叉各部件組合設(shè)置在一起，損壞可單獨(dú)更換。

高錳鋼轍叉技術(shù)方案

《高錳鋼轍叉》包括獨(dú)立的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ以及設(shè)在翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ中間的轍叉心軌，所述轍叉心軌、翼軌Ⅰ以及翼軌Ⅱ之間通過(guò)螺栓固定；所述轍叉心軌包括尖端部和兩個(gè)軌道部，尖端部與兩個(gè)軌道部之間通過(guò)相適配面的配合；所述兩個(gè)軌道部之間設(shè)有隔塊Ⅰ。進(jìn)一步的，所述尖端部與兩個(gè)軌道部之間相配合的面為臺(tái)階面。所述尖端部與兩個(gè)軌道部相配合位置處與兩側(cè)的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設(shè)有隔塊Ⅱ，固定螺栓穿過(guò)翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅱ、尖端部、兩個(gè)軌道部將其固定在一起。所述隔塊Ⅰ與兩個(gè)軌道部之間通過(guò)螺栓穿過(guò)固定在一起。所述尖端部的尖頭端與兩側(cè)的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設(shè)有隔塊Ⅲ，固定螺栓穿過(guò)翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅲ以及尖端部將其固定在一起。所述尖端部材質(zhì)為高強(qiáng)度耐磨合金鋼。所述尖端部與兩個(gè)軌道部相配合端的上表面的高度低于兩個(gè)軌道部上表面的高度。

高錳鋼轍叉改善效果

《高錳鋼轍叉》與2013年12月以前的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：將翼軌、轍叉心軌的尖端部分和軌道部分都分別單獨(dú)鑄造，分別鑄造鑄件小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能提高鑄件質(zhì)量；并且各部件通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)組裝在一起，部件損壞可單獨(dú)更換，不用整體更換，更換方便，降低成本。

1.《高錳鋼轍叉》包括獨(dú)立的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ以及設(shè)在翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ中間的轍叉心軌，所述轍叉心軌、翼軌Ⅰ以及翼軌Ⅱ之間通過(guò)螺栓固定；所述轍叉心軌包括尖端部和兩個(gè)軌道部，尖端部與兩個(gè)軌道部之間通過(guò)相適配面的配合；所述兩個(gè)軌道部之間設(shè)有隔塊Ⅰ。

2.如權(quán)利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部與兩個(gè)軌道部之間相配合的面為臺(tái)階面。

3.如權(quán)利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部與兩個(gè)軌道部相配合位置處與兩側(cè)的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設(shè)有隔塊Ⅱ，固定螺栓穿過(guò)翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅱ、尖端部、兩個(gè)軌道部將其固定在一起。

4.如權(quán)利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述隔塊Ⅰ與兩個(gè)軌道部之間通過(guò)螺栓穿過(guò)固定在一起。

5.如權(quán)利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部的尖頭端與兩側(cè)的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設(shè)有隔塊Ⅲ，固定螺栓穿過(guò)翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅲ以及尖端部將其固定在一起。

6.如權(quán)利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部材質(zhì)為高強(qiáng)度耐磨合金鋼。

7.如權(quán)利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部與兩個(gè)軌道部相配合端的上表面的高度低于兩個(gè)軌道部上表面的高度。

TB/T447-2004規(guī)定對(duì)不含其他合金元素高錳鋼轍叉的水韌處理溫度為1000～1100℃。滲碳體型的碳化物溶解過(guò)程是碳從碳化物中向奧氏體中擴(kuò)散，原來(lái)滲碳體相的鐵原子自擴(kuò)散并形成面心立方的奧氏體。(Fe，Mn)3C型碳化物中的碳原子和其他原子作用力較弱，擴(kuò)散過(guò)程容易進(jìn)行，溶解速度較快，加熱到1000℃，(Fe，Mn)3C即可全部分解。為了加速分解、溶解和擴(kuò)散，促進(jìn)成分均勻化，固溶溫度選為1050～1100℃。溫度超過(guò)1050℃時(shí)，奧氏體晶粒已開(kāi)始長(zhǎng)大。當(dāng)溫度達(dá)到1120℃時(shí)，奧氏體晶粒長(zhǎng)大明顯。溫度大于1150℃時(shí)，晶粒粗大，出現(xiàn)過(guò)熱組織。在1100℃奧氏體轉(zhuǎn)變完全，晶粒細(xì)小，碳化物彌散其中，并有較好的力學(xué)性能。而水韌溫度為1150℃時(shí)，晶粒有變大趨勢(shì)。保溫時(shí)間只要能使碳化物充分溶解、成分基本均勻即可，過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間對(duì)力學(xué)性能無(wú)益。2100433B

孫法林、蒲學(xué)湘等。

Mn13高錳鋼熱轍叉，如果裝入同一窯的所有轍叉的裝窯溫度基本和窯溫一致，則這種工藝可以節(jié)約能源，提高效率。但在實(shí)際生產(chǎn)中裝窯溫度很難與窯溫一致，且相差較大，主要原因有：不同爐次的轍叉開(kāi)箱水爆后在同一窯中進(jìn)行熱處理，造成同一窯中轍叉的初始溫度不同；由于連續(xù)生產(chǎn)，每天窯的初始溫度也不盡相同；季節(jié)性的溫度變化導(dǎo)致轍叉與窯的溫度變化較大；轍叉在窯內(nèi)的排序不同會(huì)造成一定的溫差。這樣導(dǎo)致轍叉與爐窯存在較大溫差，導(dǎo)致轍叉在水韌處理后開(kāi)裂。冷轍叉的裝窯溫度降到室溫，熱轍叉的裝窯溫度降到150℃。兩種轍叉入窯后都均溫1.0～1.5h后再升溫。在650℃以下升溫時(shí)，由于高錳鋼晶界和晶內(nèi)會(huì)析出碳化物，有時(shí)還會(huì)發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，因此升溫速度要慢。改進(jìn)后的工藝中，冷、熱兩種轍叉從150℃升溫到650℃時(shí)，升溫速度均為90℃/h，冷轍叉在150℃以下升溫速度要降到70℃/h。此外，在650℃以下升溫時(shí)，升溫速度隨高錳鋼中C、P含量增加而放慢，這是因?yàn)镃、P含量與熱處理時(shí)加熱裂紋密切相關(guān)。升溫到650～700℃時(shí)，要保溫1～2h，目的是使轍叉溫度均勻，消除鑄造應(yīng)力。溫度大于650℃，超過(guò)了高錳鋼的彈性變形溫度，高錳鋼由彈性狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)，而且脆性碳化物逐漸溶解到奧氏體中，鋼的強(qiáng)度和塑性得到改善，加上保溫處理，鑄造應(yīng)力得到消除。因此隨后可以快速升溫。