双工位钢轨头热处理方法及双工位钢轨中频感应淬火装置

摘要

本发明涉及一种铁路道岔细长轨件轨头中频表面感应淬火工艺方法，属于热处理技术领域。两根钢轨固定在一个可以变速移动的床面上、可以分别起落进行弯曲预变形,U71Mn钢轨轨头经过1000Hz中频感应加热到920∽980℃后，采用不锈钢喷雾盒喷雾冷却，调节喷雾量大小，使钢轨头淬火后表面余温控制在420∽580℃，冷到室温后钢轨轨头表面获得深度大于8mm帽型、金相组织为索氏体的硬化层。硬化层提高了钢轨1倍使用寿命。具有一次进行两根长钢轨淬火、生产效率高、变形小、硬化层残余应力小、淬火质量高等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路道岔细长钢轨轨头中频表面感应淬火方法， 属于热处理技术领域。

背景技术

随着铁路发展需要，提速道岔长短钢轨要求全部轨头表面感应热 处理，现有的中频感应淬火机床不能热处理长度大于18米的钢轨， 效率低下，不能满足对生产速度和产品质量的要求。同时在使用时电 源能耗大，使生产成本提高。目前国内外还没有两根钢轨同时进行中 频感应淬火技术的报道，厂家大多使用单工位钢轨轨头淬火技术，生 产效率低、耗电大、质量差。

发明内容

本发明目的是提出一种双工位钢轨头热处理方法及双工位钢轨 中频感应淬火装置，以提高道岔产品钢轨热处理生产效率和制造质 量。

双工位钢轨头热处理方法，其特征是：一次同时2根钢轨淬火， 并且按照如下步骤实施：两根钢轨固定在台车面上，相隔设置有一排 油顶装置可以起顶落下钢轨进行预变形，变速台车拖动两根钢轨通过 固定的感应器和喷雾盒，KGPS晶闸管中频电源提供250KW功率、 1000Hz频率电源，双加热感应器及其行走升降装置分别对运动着两 个钢轨感应加热，不锈钢喷雾盒以变化的喷雾量对炽热钢轨冷却淬 火。

实现所述方法的双工位钢轨中频感应淬火装置，其特征在于包 括：中频电源柜、消谐补偿柜、闭式冷却塔、龙门固定架、移动台车、 淬火变压器、淬火感应器、水雾喷淋系统、控制操作台、液压操作台； 且移动台车位于龙门固定架下方左右移动，淬火变压器、淬火感应器 和水雾喷淋系统位于移动台车上方；龙门固定架上固定有带动淬火感 应器机头上下运动的气缸；移动台车下装有位置对应的液压缸，液压 缸上装有推头并位于移动台车正下方。

本发明方法与背景技术相比，具有一次进行两根23m长的钢轨淬 火、生产效率高等优点。按照上述钢轨轨顶面硬度300∽380HB、帽 型硬化层的顶深>8mm、侧面深度>6mm、截面硬度为HRC40∽34、 金相组织为索氏体。提高了道岔产品质量。能满足道岔产品上 43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m钢轨中频感应淬火技术要求。本 发明装置可同时热处理2根钢轨，淬火轨长度可达到25米；满足产 品质量技术要求；实现淬火温度实时检测可控；实现预变形淬火，减 少校直量，提高钢轨的平顺度，减轻尖轨残余应力等。单位时间产能 至少提高0.6倍；电能单耗降低10％，预计年节约电费约5万余元。

附图说明

图1是本发明淬火装置结构示意图。

图2是本发明淬火装置侧视图。

其中，1-中频电源柜，2-消谐补偿柜，3-闭式冷却塔，4-龙门固 定架，5-移动台车，6-淬火变压器，7-淬火感应器，8-水雾喷淋系统， 9-控制操作台，10-液压操作台。

具体实施方式

双工位钢轨头热处理工艺方法：两根钢轨固定在台车面上，相隔 3m有一排油顶装置可以起顶落下钢轨进行预变形，变速台车拖动2 根钢轨通过固定的感应器和喷雾盒，KGPS晶闸管中频电源提供250KW 功率、1000Hz频率电力，双加热感应器及其行走升降装置分别对运 动着两个钢轨轨头感应加热，钢轨轨头表面在感应器交变磁场作用 下，产生与感应器电流频率相等、方向相反的感应电流，电能变成大 量热能，使轨头表面层快速加热到920∽980℃奥氏体化淬火温度， 不锈钢喷雾盒以变化的喷雾量对炽热钢轨头冷却淬火，使钢轨轨头表 面获得了深度大于8mm、金相组织为索氏体的帽型硬化层。这层硬化 层提高了钢轨使用寿命1倍。

双工位钢轨头热处理工艺参数：

U71Mn钢轨双工位淬火主要技术参数如下：

主要电参数：

直流电流：280∽440A，直流电压：390∽540V，中频电压：560 ∽660V，变压比：15:1，频率：f＝850∽1000Hz,功率:P＝120∽170 Kw

主要工艺参数：

台车移动车速：V＝400∽530mm/min，淬火温度:920∽980℃，

回火温度:420∽580℃，喷雾量：32∽64l/h

③U71Mn钢轨照此工艺淬火后，轨顶面表面硬度300∽380HB、获 得的帽型硬化层的顶深>8mm、侧面深度>6mm、硬化层截面硬度为HRC40 ∽34、硬化层金相组织为索氏体。

如图1-2给出了本发明方法所用一种双工位钢轨中频感应淬火 装置具体实施方式，它包括：中频电源柜1、消谐补偿柜2、闭式冷 却塔3、龙门固定架4、移动台车5、淬火变压器6、淬火感应器7、 水雾喷淋系统8、控制操作台9、液压操作台10；且移动台车5位于 龙门固定架4下方左右移动，淬火变压器6、淬火感应器7和水雾喷 淋系统8位于移动台车5上方；龙门固定架4上固定有带动淬火感应 器7机头上下运动的气缸；移动台车5下装有位置对应的液压缸，液 压缸上装有推头并位于移动台车5正下方。

淬火装置工作原理：

1.用行车将钢轨吊至移动台车5上，手动调整钢轨在移动台车 5上的位置，保证钢轨与移动台车5在行进方向平行，钢轨吊装数量 可为1-2根；

2.启动闭式冷却塔3的电机，使闭式冷却塔3对中频电源柜1、 电容器、淬火变压器6、感应器线圈、汇流铜排等部分进行水冷却；

3.开启中频电源柜1，调整电源功率；

4.开启消谐补偿柜2，使消谐补偿柜2处于工作状态；

5.启动移动台车5电机，通过变频器变频调整台车行进速度；

6.龙门架上固定气缸上升，带动机头上升到最高工作位置；

7.固定架两侧电机动作，调整机头左右方向移动，确保淬火感应 器7滚轮刚好压在钢轨上；

8.开启水雾喷淋系统8，水气从喷雾盒喷嘴喷出；

9.当钢轨在淬火过程中发生上下翘曲时，按动液压操作台10按 钮，调整移动台车5下对应液压缸，使液压缸推头与钢轨下地面接触， 完成整个淬火过程。