BS80A护轨开口段淬火试验

2019-09-13汪广志

热处理技术与装备 2019年4期

汪广志，高凡

(中铁宝桥集团天元实业发展有限公司，陕西宝鸡 721001)

BS80A护轨是BS80A系列道岔中的一个关键部件，采用的材料牌号为900A。设于固定辙叉的两侧，用于引导火车车轮轮缘，使之进入适当的轮缘槽，防止与叉心严重碰撞。辙叉护轨由中间平直段、两端开口段、两端缓冲段三部分构成，如图1所示。

图1 BS80A护轨实物图Fig.1 Physical map of BS80A guardrail

护轨平直段起着防止互作用，开口段和缓冲段起着将车轮平顺地引入护轨平直段的作用[1]。为了提高道岔整体寿命，TB/T 412标准轨距铁路道岔技术条件规定：护轨轨头顶面必须全长进行感应淬火处理；TB 1779标准道岔钢轨件淬火技术条件要求：轨头处淬火表面布氏硬度为298～380 HB，硬化层深度大于8 mm，硬化层金相组织为细珠光体。由于中间平直段中频感应淬火比较容易，开口段和缓冲段因结构复杂凸变，中频感应淬火时难度很大。因此，本文重点介绍了BS80A护轨开口段采用SQ欠速淬火法[2]的试验过程及工装设计应用情况，BS80A护轨轨头经过淬火提高了机械强度、改善了力学性能和耐磨耗性能。

1 试验内容及方法

1.1 试验材料

采用900A牌号钢轨制成的BS80A护轨试验件，原材料质量应符合UIC860—0标准的有关规定。淬火试验前复检护轨原材料的化学成分：从试验件开口段锯切取δ=15 mm样片，双面经过铣磨加工后，用电火花切割成15 mm×35 mm×35 mm长方条，用酒精清洗干净后，在日本岛金PDA-7000型直读式光谱仪上检测试验件的化学成分。具体结果如表1所示。

表1 BS80A护轨原材料化学成分(质量分数，%)

1.2 试验设备

1000 Hz频率的J1改进型中频感应淬火机床。

1.3 主要工装

四节喷雾盒、П型强力感应器。

1.4 试验内容

依据试验需求，设计制作了П型强力感应器，加大了感应器磁感应能力，在机床感应加热装置[3]上设计加装了可使感应器空中悬浮停留机构。用非接触式TI210红外线测温仪测定护轨轨头淬火温度和回火温度；用手提式电动砂轮磨亮淬火试验轨顶面后，用TH140里氏硬度计检测其表面布氏硬度值；在淬火后的护轨开口段中间位置画线锯切取样片，再用电火花线切割成15 mm×56 mm×35 mm长方条，经过磨床加工后检验；用Observer.DIm金相显微镜检验硬化层微观组织；用200HRS-150台式硬度机检测护轨开口段样片截面洛氏硬度梯度分布情况。

1.5 淬火工艺

BS80A护轨加工工艺流程：下料→锯切→钻孔→铣开口段轨头→淬火→检测矫直→检测→装配。

BS80A护轨开口段轨头淬火试验的主要步骤为：检查设备和电源正常完好→安装感应器及试验轨件→启动设备、调节风压及水压→调电参数、调谐、调频→调车速、调功率→调淬火温度、回火温度→淬火及检测质量。

BS80A护轨轨头中频感应淬火时采用连续加热法[4]，护轨固定在机床移动台车面上，强力感应器悬挂在BS80A护轨开口段端头上方，为减少漏磁，感应器工作边与轨头间隙保持在10 mm左右。当台车以一定速度向前移动，感应器加热和喷雾盒冷却同时进行，完成护轨开口段轨头表面感应淬火，淬火冷却速度快慢由喷雾盒喷雾量大小间接控制[5]。

表2 BS80A护轨开口段淬火工艺参数

BS80A护轨开口段淬火试验主要工艺参数见表2。

2 试验结果与讨论

BS80A护轨开口段经过淬火后，具体实物如图2所示。

BS80A护轨开口段轨头淬火后，工作边表面硬度由原材料的240～260 HB提高到了310～360 HB。硬化层宏观形状为帽型，深度大于8 mm，如图3所示；开口段轨头截面硬度梯度检测结果见图4，均完全达到技术要求。BS80A护轨开口段轨头淬火后，硬化层金相组织为珠光体+少量铁素体，如图5所示，符合技术要求。