一种一体式辙叉的制作方法

本发明涉及轨道加工技术领域，尤其是涉及一种一体式辙叉。

背景技术：

铁路配件是铁路线路的组成部分，这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、连结零件、道床、防爬设备、轨撑和道岔等。作为一个整体性工程结构，轨道铺设在路基之上，起着列车运行的导向作用，直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。

在列车运行的动力作用下，它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。

现行组合式辙叉虽然保证了翼轨的高抗磨损性、两种材质钢轨的良好密贴性，但是通过对现行工艺生产的辙叉流线分布观察分析，仍然存在许多不可克服的缺点：

（1）金属纤维分布紊乱，在心轨附近应尽量使其流线分布符合其轮廓外形，以利于提高其疲劳寿命；

（2）由于采用机加工后处理方式，留下大量切痕，切边刀痕位于零件表面，且与受力方向垂直，增加了切痕成为裂痕发源地的可能性，降低了零件的使用寿命；

（3）切边操作过程，切边处理步骤降低了材料的利用率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种高寿命、全纤维结构、高可靠的整体锻造辙叉，这种整体锻造辙叉的方法省去了辙叉跟端、辙叉尖端的机械加工，大大提高了材料的利用率，减少了加工环节缩短了辙叉的制造周期，通过此方法能大大降低辙叉制造成本，通过设置热处理装置，还能实现辙叉成型的同时实现在线热处理，满足辙叉尺寸的同时，保证辙叉的性能。

本发明的技术方案：

一种一体式辙叉，其特征在于，所述一体式辙叉为全纤维结构，包括辙叉尖端、辙叉跟端、上翼轨段和下翼轨段，所述上翼轨段设置于前辙叉段和后辙叉段之间，所述下翼轨段从辙叉心轨至理论尖端辙叉心轨50mm为断面区段，所述上翼轨段和下翼轨段均分布于辙叉心轨两侧。

进一步的，所述上翼轨段和下翼轨段与辙叉心轨之间设置两个轨道部，所述轨道部对称分布与辙叉心轨两侧。

进一步的，所述辙叉尖端和辙叉跟端远离心轨一端设置有连接腿。

进一步的，所述一体式辙叉合金钢的成分按照质量百分比来计算，包括：c：0.26～0.35；si：1.66～1.84；mn：1.70～1.90；p：≤0.014；s：≤0.014；cr：1.11～1.29；mo：0.35～0.45；v：0.08～0.15；ti：≤0.30；cu：≤0.30；余量为fe和不可避免的气体杂质元素。

进一步的，所述一体式辙叉合金钢的成分按照质量百分比来计算，包括：c：0.26；si：1.66；mn：1.90；p：0.011；s：0.012；cr：1.21；mo：0.35；v：0.08；ti0.25；cu：0.21；余量为fe和不可避免的气体杂质元素。

进一步的，一种一体式辙叉的制作方法，其特征在于，步骤如下：

（1）、坯料制备：配置多合金电渣钢锭；

（2）、坯料压制：将电渣钢锭压制成定型坯料，压制温度为850℃-1250℃；

（3）、锻造成型：采用轧辊将定型坯料锻造成型，锻造温度为850℃-1250℃；

（4）、校直与整形；

所述多合金电渣钢锭包括至少三种合金元素；

所述加工方法还包括形变热处理工艺。

进一步的，所述坯料制备包括以下步骤：

a.首先将水冷结晶器的内外表面清理干净，去除表面的金属氧化皮，清理完毕后开始电渣熔铸；

b.开启电渣炉电源，先将一对石墨电极安装在机械摇臂上，然后利用石墨电极通电熔化渣料形成渣池，升起摇臂，换下石墨电极，换上轨道钢电极棒作为自耗电极,在渣池中通电熔化电极棒,全部熔化后换上新的轨道钢电极棒，重复上述过程，直至达到规定重量，当所有金属液滴穿过渣池时，即电极棒熔化完毕形成熔池，保温一段时间，随即在循环水的强制冷却下于结晶器中形成钢坯坯料。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明提供一种高寿命、全纤维结构、高可靠的整体锻造辙叉，这种锻造整体辙叉的方法省去了辙叉跟端、辙叉尖端的机械加工，大大提高了材料的利用率，减少了加工环节缩短了辙叉的制造周期，通过此方法能大大降低辙叉制造成本，通过设置热处理装置，还能实现辙叉成型的同时实现在线热处理，满足辙叉尺寸的同时，保证辙叉的性能。

附图说明

图1为本发明中一体式辙叉的整体结构示意图。

附图标记

辙叉尖端1、辙叉跟端2、上翼轨段3、下翼轨段4、辙叉心轨5、轨道部7、连接腿8。

具体实施方式

实施例1

一种一体式辙叉，所述一体式辙叉为全纤维结构，包括辙叉尖端1、辙叉跟端2、上翼轨段3和下翼轨段4，所述上翼轨段3设置于前辙叉段1和后辙叉段2之间，所述上翼轨段3和下翼轨段4均分布于辙叉心轨两侧。所述上翼轨段3和下翼轨段4与辙叉心轨之间设置两个轨道部，所述轨道部7对称分布与辙叉心轨两侧。所述辙叉尖端1和辙叉跟端2远离心轨一端设置有连接腿8。本发明提供了一种制作容易、耐磨且抗冲击能力强的一体式铁路辙叉。

这种一体式辙叉的制作方法，其特征在于，步骤如下：

（1）、坯料制备：配置多合金电渣钢锭；

（2）、坯料压制：将电渣钢锭压制成定型坯料，压制温度为850℃-1250℃；

（3）、锻造成型：采用轧辊将定型坯料锻造成型，锻造温度为850℃-1250℃；

（4）、校直与整形；

所述多合金电渣钢锭包括三种合金元素；

所述加工方法还包括形变热处理工艺。

进一步的，所述坯料制备包括以下步骤：

a.首先将水冷结晶器的内外表面清理干净，去除表面的金属氧化皮，清理完毕后开始电渣熔铸；

b1.开启电渣炉电源，在结晶器内引弧重熔轨道钢化学成分电极棒，制得固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水；

b2.制得的固态电渣锭加熔池内轨道钢的钢水后，迅速更换至低合金的耐磨钢化学成分的电极棒，继续电渣重熔，完成混合材质的第一过渡段熔炼；

b3.继续电渣重熔，进入单一低合金的耐磨钢化学成分重熔，完成低合金的耐磨钢材质低合金耐磨段熔炼；

b4.再次更换轨道钢化学成分电极棒继续重熔，完成第二过渡段的熔炼后；

b5.进入单一中合金的耐磨钢化学成分重熔，完成中合金的耐磨钢材质中合金耐磨段熔炼；

b6.再次更换轨道钢化学成分电极棒继续重熔，完成第三过渡段的熔炼后；

b7.继续电渣重熔，进入单一低合金的耐磨钢化学成分重熔，完成低合金的耐磨钢材质低合金耐磨段熔炼；

b8.再次更换轨道钢化学成分电极棒继续重熔，完成第四过渡段的熔炼后；

b9.继续重熔至规定重量的轨道钢，进而在同一结晶器内制得三合金电渣钢锭；保温一段时间，随即在循环水的强制冷却下于结晶器中形成钢坯坯料。

其中，低合金耐磨钢，其主要化学成份按重量百分比计是：碳(c)0.6％，硅(si)1.2％，锰(mn)1.4-1.7％，铬（cr）1.6％，钼（mo）0.5％，矾(v)0.10％，钛（ti）0.06％，稀土(re)0.04％，硫(s)·磷(p)＜0.04％，其余为铁(fe)和不可避免杂质。

其中，中合金耐磨钢，其主要化学成份按重量百分比计是：碳(c)0.3％，锰(mn)3.5％，钛(ti)0.2％，钇基稀土(y)0.15％，硅(si)2.5％，矾(v)0.2％，硼(b)0.003％，磷(p)≤0.045％，硫(s)≤0.04％，其余为铁(fe)和不可避免杂质。

所述一体式辙叉热锻后会形成纤维组织，即塑性杂质延伸长方向呈纤维状分布，使金属组织呈一定的方向性，这种因锻造而使金属形成的具有一定方向性的组织称为锻造流线，这种没有被破坏的锻造结构即全纤维结构。

实施例2

一体式辙叉为全纤维结构，包括辙叉尖端1、辙叉跟端2、上翼轨段3和下翼轨段4，所述上翼轨段3设置于前辙叉段1和后辙叉段2之间，所述上翼轨段3和下翼轨段4均分布于辙叉心轨5两侧。

一种一体式辙叉的制作方法，其特征在于，步骤如下：

（1）、坯料制备：配置多合金电渣钢锭；

（2）、坯料压制：将电渣钢锭压制成定型坯料，压制温度为850℃-1250℃；其中，合金钢的成分按照质量百分比来计算，包括：c：0.26～0.35；si：1.66～1.84；mn：1.70～1.90；p：≤0.014；s：≤0.014；cr：1.11～1.29；mo：0.35～0.45；v：0.08～0.15；ti：≤0.30；cu：≤0.30；余量为fe和不可避免的气体杂质元素；

（3）、锻造成型：采用轧辊将定型坯料锻造成型，根据一体式辙叉的形状制定轧制工艺，并按照轧制工艺安排轧机先后顺序进行至少七道次辊锻成形，所述轧机包括至少七组辊轮变截面成型单元，所述辊轮对之间的轧辊距独立可调节设置，所述辊轮与钢坯接触的工作表面分别设置凹槽或凸槽；锻造温度为850℃-1250℃；

（4）、校直与整形；

所述多合金电渣钢锭包括至少三种合金元素；

所述加工方法还包括形变热处理工艺。

进一步的，所述坯料制备包括以下步骤：

a.首先将水冷结晶器的内外表面清理干净，去除表面的金属氧化皮，清理完毕后开始电渣熔铸；

b.开启电渣炉电源，先将一对石墨电极安装在机械摇臂上，然后利用石墨电极通电熔化渣料形成渣池，升起摇臂，换下石墨电极，换上轨道钢电极棒作为自耗电极,在渣池中通电熔化电极棒,全部熔化后换上新的轨道钢电极棒，重复上述过程，直至达到规定重量，当所有金属液滴穿过渣池时，即电极棒熔化完毕形成熔池，保温一段时间，随即在循环水的强制冷却下于结晶器中形成钢坯坯料。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。