本发明专利技术属于钢轨强化层表面处理技术领域，提供了一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺。该用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，包括检查钢轨、采用高密度能量照射强化层表面、保温、检测。采用该工艺可消除或降低钢轨强化层表面拉应力并细化钢轨强化层表面粗晶粒组织，从而提升强化层组织韧性与抗疲劳性能，防止强化层在外部压应力循环作用过程中出现内部裂纹而导致的强化层剥离脱落，极大延长经高能瞬时淬火技术处理后钢轨的使用寿命；该工艺对保证整个高能束强化钢轨质量与安全性起到至关重要的作用。起到至关重要的作用。
【技术实现步骤摘要】
一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺
[0001]本专利技术属于钢轨强化层表面处理
，具体地说，涉及一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺。
技术介绍
[0002]与传统的表面淬火技术相比，高能瞬时淬火技术(包括不限于激光、等离子、电子束)因其具有耗能低，不改变母材金相组织形态，变形小，强化区域可控等优势，成为了目前国内外最为先进的钢轨表面强化处理技术，具有显著的经济及社会效益。
[0003]高能瞬时淬火技术，主要原理是利用高能密度热源例如等离子、激光、电子束等束对钢轨进行快速加热，使钢轨表层温度达到相变临界点以上、熔点以下，当等离子体束移开后，通过钢轨自身的急冷作用，加之钢轨金属材料良好的导热性，使加热表层区域形成超细、均匀的淬硬组织，且不用改变基体内部组织和性能，能够达到强化钢轨表层的目的。
[0004]高能瞬时淬火技术在各行业实际使用中取得了较好的效果，但由于此技术为最新的钢轨表面处理技术，在使用过程中还存在诸多的实际问题，最为紧要的问题是：由于高能密度瞬时照射会造成钢轨金属表面局部范围发生金属相变，并且相变组织为微晶状马氏体形态，强化层组织与原基材组织界面过度范围狭窄，会导致强化层应力表征为很大拉应力0
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800Mpa，并且强化层表面组织形态有微量的大晶粒板条状马氏体组织形态存在，会导致强化层表面硬而脆，叠合巨大的表面拉应力，钢轨表面如果不经过后续处理进入实际工况使用，在外部应力的循环作用下，会在较短的时间内在强化层内部产生细小裂纹源，裂纹源会在恶劣的油性环境与循环往复的疲劳应力相互作用下很快发展成贯通整个强化层的贯穿裂纹，贯穿裂纹延着强化层与基材底部界面发展，并最终贯通整个强化层，导致强化层震动脱落，强化层防磨性能失效，极大影响强化钢轨的延寿效果，并导致新的安全隐患。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中上述的不足，本专利技术的目的在于提供了一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，采用该工艺可消除或降低钢轨强化层表面拉应力并细化钢轨强化层表面粗晶粒组织，从而提升强化层组织韧性与抗疲劳性能，防止强化层在外部压应力循环作用过程中出现内部裂纹而导致的强化层剥离脱落，极大延长经高能瞬时淬火技术处理后钢轨的使用寿命；该工艺对保证整个高能束强化钢轨质量与安全性起到至关重要的作用。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的解决方案是：
[0007]一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，包括：钢轨经高能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨、采用高密度能量照射强化层表面、保温、检测。
[0008]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，高密度能量包括激光、电子束和等离子束。
[0009]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，高密度能量的能量密度为103‑
109w/cm2，照射时间为100
‑
800ms。
[0010]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，高密度能量采用的照射方式包括间断离散
式和连续扫描式。
[0011]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，经高密度能量照射后的强化层表面升温至100
‑
500℃后，进行保温。
[0012]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，保温的方式包括采用保温棉保温、红外照射保温和保温箱保温。
[0013]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，还包括喷丸喷砂工艺或打磨工艺；喷丸喷砂工艺包括：依次进行的喷丸处理强化层、检查强化表面应力状态、喷砂处理强化层、检查强化表面应力状态；打磨工艺包括：依次进行的硬质砂轮打磨强化层、检查强化表面应力状态、软质砂轮打磨强化层和检查强化表面应力状态。
[0014]本专利技术提供的一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺的有益效果是：
[0015](1)本申请是基于高能瞬时淬火技术对钢轨的表面强化处理后，对强化层的后续处理工艺。本申请的工艺，其原理为利用高密度能量(以等离子发生器为例)对强化层进行短距离，短时间照射或者扫描，等离子介质气体采用氮气，氩气，氦气或者几种组合形式，气体在等离子发生器内被高压电流电离并通过约束通道喷出，具有高能量密度，温控易控制等特点，将等离子射流照射在强化层表面，可在0
‑
3s内升高等离子强化层温度最高至1200℃，在此过程中，表面粗晶粒马氏体组织充分分解成回火组织，调整强化层硬度，增加强化层韧性，能够消除或者改变强化层拉应力状态并细化强化层表面粗晶粒组织，细化强化层金相微晶状马氏体的金相组织结构，从而提升强化层组织韧性与抗疲劳性能，继而防止强化层在外部压应力循环作用过程中出现内部裂纹而导致的强化层剥离脱落，可极大延长高能瞬时处理钢轨的使用寿命。
[0016](2)喷丸喷砂工艺或打磨工艺配合高能密度辐照工艺的使用，可进一步达到消除或降低表面拉应力并细化强化层表面粗晶粒组织。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0018]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0019]实施例1
[0020]本实施例提供了一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，包括：钢轨经高能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨，采用能量密度为103w/cm2的等离子束照射强化层表面800ms，升温至100℃后，采用保温棉进行保温，检测。
[0021]实施例2
[0022]本实施例提供了一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，包括：钢轨经高能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨，采用能量密度为109w/cm2的等离子束照射强化层表面100ms，升温至500℃后，采用保温棉进行保温，检测。
[0023]实施例3
[0024]本实施例提供了一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，包括：钢轨经高
能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨，采用能量密度为106w/cm2的等离子束照射强化层表面500ms，升温至400℃后，采用保温棉进行保温，检测。
[0025]综上所述，采用本专利技术提供的用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，采用该工艺可消除或降低钢轨强化层表面拉应力并细化钢轨强化层表面粗晶粒组织，从而提升强化层组织韧性与抗疲劳性能，防止强化层在外部压应力循环作用过程中出现内部裂纹而导致的强化层剥离脱落，极大延长经高能瞬时淬火技术处理后钢轨的使用寿命；该工艺对保证整个高能束强化钢轨质量与安全性起到至关重要的作用。
[0026]以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，其特征在于：包括：钢轨经高能瞬时淬火技术后依次进行检查钢轨、采用高密度能量照射强化层表面、保温、检测。2.根据权利要求1所述的用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，其特征在于：所述高密度能量包括激光、电子束和等离子束。3.根据权利要求1所述的用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，其特征在于：所述高密度能量的能量密度为103‑
109w/cm2，照射时间为100
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800ms。4.根据权利要求1所述的用于处理钢轨强化层的高能密度辐照工艺，其特征在于：所述高密度能量采用的照射方式包括间断离散式和连续扫描式。5.根据权利要求1所述的用...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭军，李露，
申请(专利权)人：成都真火科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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