Патент на изобретение №2291206
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВЫХ НАКЛАДОК
(57) Реферат:
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки рельсовых накладок, применяемым в верхнем строении железнодорожного пути. Рельсовые накладки нагревают до температуры 860-880°С, осуществляют прошивку отверстий и охлаждение в негорючей железосодержащей соли полиакриловой кислоты, разбавленной водой в объемном соотношении 1:8, при температуре 20-60°С. Использование изобретения позволяет повысить эксплуатационную стойкость рельсовых накладок за счет уменьшения межпластиночного расстояния перлита и количества структурно-свободного феррита в поверхностном слое накладок, повысить ее твердость, а также улучшить экологические условия труда. 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам термической обработки рельсовых накладок, применяемым в верхнем строении железнодорожного пути. Известен способ термической обработки заготовок [1], включающий нагрев под штамповку и регулируемое охлаждение в водном растворе полимера акрилатного типа с температурой 65-98°С и вязкостью Известно также термическое упрочнение рельсовой подкладки быстродвижущимся потоком воды [2]. Этот способ термической обработки приемлем только для закалки накладок из низкоуглеродистой стали. Из-за высокой скорости охлаждения указанная среда не может быть использована для закалки рельсовых накладок из углеродистой стали, в противном случае приведет к образованию в поверхностном слое накладок хрупкой троосто-мартенситной структуры. Известен также способ термической обработки рельсовых накладок [3], прототип, включающий нагрев под прошивку отверстий до температуры 860-880°С и охлаждение в масле. В данном способе использование масла в качестве закалочной среды обеспечивает равномерное распределение свойств по сечению накладок, однако это не гарантирует высокую работоспособность рельсовых накладок в условиях грузонапряженного скоростного движения. Кроме этого, использование масла значительно ухудшает экологическую атмосферу в цехе. Желаемыми техническими результатами изобретения являются: повышение эсплуатационной стойкости накладок за счет уменьшения межпластиночного расстояния перлита и количества структурно-свободного феррита в поверхностном слое накладок, повышения ее твердости, а также улучшения экологических условий труда. Для этого предлагается способ термической обработки рельсовых накладок, включающий нагрев под прошивку отверстий до температуры 860-880°С, причем охлаждение проводят в негорючей железосодержащей соли полиакриловой кислоты, разбавленной водой в объемном соотношении 1:8, при температуре 20-60°С. Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем исходя из требований к микроструктуре, механическим свойствам и твердости углеродистой стали. Негорючий раствор железосодержащей соли полиакриловой кислоты, разбавленный водой в объемном соотношении 1:8 при температуре 20-60°С, выбран исходя из условия необходимости получения на поверхности накладок достаточно высокой твердости, образования тонкопластинчатой перлитной структуры и подавления грубых выделений избыточного феррита. С увеличением соотношения воды (более 8 частей) в водополимерном растворе, а также при температуре раствора ниже 20°С на поверхности накладок образуется тонкий теплоизолирующий слой, приводящий к образованию в поверхностных слоях хрупкой троосто-мартенситной структуры. С повышением температуры раствора выше 60°С наблюдается ухудшение состояния окружающей среды вследствие сильного выделения пара и увеличение расхода воды в растворе. Меньшее соотношение воды в водополимерном растворе (менее 8 частей) не обеспечивает требуемые механические свойства и ведет к увеличению расхода полимера, что экономически нецелесообразно. Способ был реализован в промышленных условиях на рельсовых накладках для рельсов типа Р65. Накладки, нагретые до температуры 860-880°С после прошивки отверстий, погружали в закалочный бак, наполненный водополимерным раствором. Для перемешивания указанной закалочной среды использовали сжатый воздух, подаваемый с двух сторон закалочного бака через трубки с просверленными отверстиями. После термообработки исследовали микроструктуру закаленного металла, а также определяли механические свойства и твердость. Технологические параметры термообработки рельсовых накладок приведены в таблице 1. Результаты механических испытаний и исследований микроструктуры в таблице 2. Использование изобретения позволило повысить эксплуатационную стойкость рельсовых накладок за счет уменьшения межпластиночного расстояния перлита и количества структурно-свободного феррита в поверхностном слое накладок, значительно повышена твердость, исключено влияние паров масла на персонал. Источники информации 1. А.С. СССР №1781310 А1, кл. C 21 D 1/56, 1/78. 2. A.C. СССР №1802822 A 3, кл. C 21 D 9/04. 3. ТИ 58-СП-036-2004 “Производство рельсовых скреплений”. 4. ГОСТ 4133-73 “Накладки рельсовые двухголовые для железных дорог широкой колеи”.
Формула изобретения
Способ термической обработки рельсовой накладки, включающий ее нагрев под прошивку отверстий до 860-880°С, прошивку отверстий и охлаждение, отличающийся тем, что охлаждение накладки производят в негорючей железосодержащей соли полиакриловой кислоты, разбавленной водой в объемном соотношении 1:8 при температуре 20-60°С.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
60=сСт до температуры, находящейся в интервале между нижней границей выделения карбидной фазы и температуры начала смачивания полимером поверхности заготовки. Недостатком этого способа является то, что применяемый в качестве закалочной среды водный раствор полимера с регламентированной температурой и вязкостью может быть использован только для закалки ряда легированных сталей из-за низкой скорости охлаждения среды. Скорость охлаждения указанной среды недостаточна для закалки заготовок из углеродистой стали, она не обеспечит требуемую твердость и прочность металла.
54