一种铁路钢轨激光强化合金化方法技术

本发明专利技术有关于一种铁路钢轨激光强化合金化方法，是在现有钢轨的基础上，通过激光合金化工艺手段，在钢轨试件表面形成微熔池，使合金涂料与钢轨表层组织发生冶金化学反应，在钢轨的表层形成一层强化层。强化层具有明显不同于原钢轨材料的珠光体微观组织，其组织在显微镜下呈现白亮色，高倍显微镜下可以看出弥散分布的颗粒强化组织和固溶强化组织，具有很高的强度和韧性，综合性能很好。强化层组织与钢轨基体组织形成牢固的冶金结合，共同形成复合强化材料组织，实现了钢轨试件的整体高韧性和表面高强度以及高耐磨性，并且可以有效地承受住铁路轮轨间恶劣的工况。

A laser reinforcement alloying method for railway rail

The invention relates to a rail laser alloying method, is based on the existing rail, by means of laser process on the rail surface of the specimen alloy, forming micro molten pool, the alloy coating and the rail surface tissue reacted with a layer of reinforced layer is formed on the surface of the rail. The strengthening layer pearlite microstructure are obviously different from the original rail material, the tissue showed bright white under a microscope, a microscope can be seen dispersed particle strengthening and solution strengthening organization organization, has very high strength and toughness, good comprehensive properties. The strengthened layer structure and the rail matrix structure form a solid metallurgical combination, forming a composite strengthening structure together, achieving the overall toughness, high strength and high wear resistance of the rail specimen, and can effectively withstand the harsh conditions between the rail and rail.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路钢轨激光强化合金化方法
本专利技术有关于铁路钢轨强化领域,具体涉及一种铁路钢轨激光强化合金化方法。
技术介绍
自从19世纪火车专利技术以来，铁路运输在人类文明前进道路上发挥着无可替代的作用。伴随着社会的不断进步，人们对铁路运输需求也不断增加，人们不断地提高火车的运量和运输速度，因此铁路部件的寿命是制约铁路运输能力的一大重要因素。铁路钢轨是铁路线路重要部件，线路基本轨、道岔区钢轨(道岔尖轨、护轨、辙叉、翼轨等)、曲线轨等，在列车轮轨间挤压和冲击下，钢轨磨损严重。钢轨的磨损会导致钢轨的失效，钢轨失效需要进行线路大修更换道岔，频繁的更换钢轨不仅耗费大量的材料费、人工费，而且需要占用宝贵的铁路运行时间，造成极大的经济损失，严重影响了铁路的运营能力。由于铁路钢轨需要承受列车的冲击，为了行车安全，钢轨需要具有较好的冲击韧性，不发生断裂，为此目前的钢轨多采用中碳钢进行热处理，这样牺牲了钢轨的强度和耐磨性。为此，如何在保证钢轨整体高韧性的同时来提高钢轨的强度和耐磨性是铁路部门一直需要解决的难题。目前铁路上使用的钢轨材料多为U71Mn、U75V等钢轨钢，是中碳珠光体钢，其珠光体结构请参阅图1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路钢轨激光强化合金化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对出厂的钢轨进行检测，要求钢轨符合钢轨使用标准；(2)清洁钢轨表面：对钢轨表面锈迹进行清理，除锈除污；(3)喷涂合金化涂料：用喷枪将调配好的合金化涂料，均匀地喷涂在钢轨试件需要强化的表面，然后用自然风或者风扇吹干，该合金化涂料各组分的质量分数为合金粉末30‑50％、酒精20‑40％以及粘结剂15‑30％；(4)利用激光功率3000W‑10000W的高功率半导体激光器对喷涂后的钢轨试件表面进行连续扫描或点状间歇扫描，使钢轨试件表面产生微熔池，涂料中的合金化元素渗入钢轨试件表层。

【技术特征摘要】
1.一种铁路钢轨激光强化合金化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对出厂的钢轨进行检测，要求钢轨符合钢轨使用标准；(2)清洁钢轨表面：对钢轨表面锈迹进行清理，除锈除污；(3)喷涂合金化涂料：用喷枪将调配好的合金化涂料，均匀地喷涂在钢轨试件需要强化的表面，然后用自然风或者风扇吹干，该合金化涂料各组分的质量分数为合金粉末30-50％、酒精20-40％以及粘结剂15-30％；(4)利用激光功率3000W-10000W的高功率半导体激光器对喷涂后的钢轨试件表面进行连续扫描或点状间歇扫描，使钢轨试件表面产生微熔池，涂料中的合金化元素渗入钢轨试件表层。2.根据权利要求1所示的铁路钢轨激光强化合金化方法，其特征在于，其中步骤(3)所述的合金化涂料在钢轨试件表面喷涂的涂层厚度均匀，并达到0.05-0.5mm。3.根据权利要求1所示的铁路钢轨激光强化合金化方法，其特征在于，其中步骤(3)所述的合金粉末，其各组分的质量分数为：Ni10％-20％、Cr10-25％、WC10-30％、Ti5-20％以及C10-20％。4.根据权利要求1所示的铁路钢轨激光强化合金化方法，其特征在于，其中步骤(4)中，采用点状间歇扫描方式时，激光光斑使用圆光斑、椭圆形光斑或方形光斑，其中圆光斑直径2mm-10mm，椭圆形光斑长轴、短轴尺寸在2mm-10mm,方光斑长宽尺寸为2mm-10mm，分布式地在钢轨试件表面进行打点，光斑与光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，陶毅，马明星，王子儒，何华，魏永久，
申请(专利权)人：洛阳清科激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41