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一种新型防滑钢轨的加工工艺
申请号	CN201710572918.7	申请日	2017-07-14	公开(公告)号	CN107457526A	公开(公告)日	2017-12-12
申请人	李万鸿;			发明人	李万鸿;
摘要	本发明公开了一种新型防滑钢轨的加工工艺，包括以下步骤：1、在钢轨的生产成型过程中，通过滚花设备在钢轨轨面上形成纹路纵横交错的粗糙面；2、对钢轨轨面的粗糙面进行喷砂处理；3、通过超音速喷涂或喷焊工艺，在钢轨轨面的粗糙面上覆盖一层或多层高耐磨、高硬度的、导电性能良好的合金粉末，形成合金粉末涂层。本发明一种新型防滑钢轨的加工工艺，通过对铁轨轨面进行上述三个步骤的加工，可大幅增强钢轨与车轮轮对之间的粘着(摩擦)系数，避免原有的撒金刚砂带来的不良后果，可有效防止车辆在钢轨轨道上爬坡或者钢轨上被雨水或者油污污染时发生打滑的现象，为保障车辆在坡道上安全行驶提供有效保护。
权利要求	1.一种新型防滑钢轨的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在钢轨的生产成型过程中，通过滚花设备在钢轨轨面上形成纹路纵横交错的粗糙面；步骤2：对钢轨轨面的粗糙面进行喷砂处理；步骤3：通过超音速喷涂或喷焊工艺，在钢轨轨面的粗糙面上覆盖一层或多层高耐磨、高硬度的、导电性能良好的合金粉末，形成合金粉末涂层。 2.根据权利要求1所述的一种型防滑钢轨的加工工艺，其特征在于：在步骤1中，粗糙面表面纹路的峰顶与峰谷之间高度差为0.2～0.5mm，峰顶与钢轨轨面的基准面之间的距离为 0.15～0.25mm，粗糙面与合金粉末涂层紧密结合。 3.根据权利要求1所述的一种型防滑钢轨的加工工艺，其特征在于：在步骤3中，合金粉末可以是碳化钨合金粉末、钛镍铬合金粉末或者其他合金粉末与石墨烯混合形成的材料，合金粉末涂层的电阻阻值为0.07～0.12Ω，合金粉末涂层的硬度为800～1200HV，合金粉末涂层的剥离强度为60～72MPA。
说明书全文	一种新型防滑钢轨的加工工艺技术领域 [0001] 本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种新型防滑钢轨的加工工艺。背景技术 [0002] 现有的钢轨轨面与车辆轮对之间的摩擦系数一般在0.05～0.1 之间，车辆钢质轮对在普通钢轨上行驶时，特别是在具有一定坡度的钢轨上行驶时，在钢轨处于干工况(即钢轨未被雨淋湿或油污污染) 时，车辆能够正常行驶并通过。 [0003] 但是，当钢轨需要铺设在坡道上，例如地铁轨道从隧道中驶出到地面，钢轨按照一定的坡度铺设不可避免，一旦钢轨轨面被雨水或油污污染，车辆轮对在钢轨上行驶时就不会不可避免地出现打滑现象，轮轨之间的粘着(摩擦)系数衰减50％以上，这种打滑现象对列车运行安全威胁巨大，轻则导致轨道轮对擦伤，重则因为车辆难以控制导致撞车。 [0004] 当列车行驶在山区时，钢轨铺设存在一定的坡度，列车行驶在这样的带坡度的钢轨轨道上时，普通钢轨与车辆轮对的摩擦系数相对较低，在钢轨处于湿工况时摩擦系数衰减严重。 [0005] 目前，上海地铁某高架线路，在梅雨季节阴雨绵绵或冬天冻雨绵绵的工况下，经常由于车辆行驶在带坡度的轨道上打滑。 [0006] 武汉地铁集团阳逻线某一区段建设高架且带坡度，由于高架上方有超高压输电线，轨道上方无法建设遮雨棚，车辆行驶在这一路段时，当轨道被雨淋湿或油污污染，车辆行驶时打滑的风险非常高。 [0007] 车辆运营公司在解决车辆打滑问题时，一般通过撒沙设备将金刚砂撒在钢轨轨面上来增加轨道和轮对的摩擦力。当车辆通过轨面有金刚砂的钢轨上时，干燥的金刚砂能够吸附一定的水分使得被雨淋湿或油污污染的钢轨能够相对变得干燥，同时坚硬细小的金刚砂颗粒作为轮轨间介质，在重载下，颗粒会嵌入到轮对踏面和轨面表层，增加轮轨粘着力，从而一定程度上恢复粘着(摩擦)系数，达到防滑的目的，但这种方法防滑效果不理想且需要反复在车辆通过之前对轨道撒沙，对车辆运营环境破坏严重，需要经常清理。另外，砂粒附着在轨道上，可能会影响轨道的导电性，影响运营安全。发明内容 [0008] 本发明的目的是：提供一种新型防滑钢轨的加工工艺，对钢轨轨面进行加工，可大幅增强钢轨与车轮轮对之间的粘着(摩擦)系数，避免原有的撒金刚砂带来的不良后果，可有效防止车辆在钢轨轨道上爬坡或者钢轨上被雨水或者油污污染时发生打滑的现象，为保障车辆在坡道上安全行驶提供有效保护。 [0009] 为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案： [0010] 一种新型防滑钢轨的加工工艺，包括以下步骤： [0011] 步骤1：在钢轨的生产成型过程中，通过滚花设备在钢轨轨面上形成纹路纵横交错的粗糙面； [0012] 步骤2：对钢轨轨面的粗糙面进行喷砂处理； [0013] 步骤3：通过超音速喷涂或喷焊工艺，在钢轨轨面的粗糙面上覆盖一层或多层高耐磨、高硬度的、导电性能良好的合金粉末，形成合金粉末涂层。 [0014] 进一步的，在步骤1中，粗糙面表面纹路的峰顶与峰谷之间高度差为0.2～0.5mm，峰顶与钢轨轨面的基准面之间的距离为0.15～ 0.25mm，粗糙面与合金粉末涂层紧密结合。 [0015] 进一步的，在步骤3中，合金粉末可以是碳化钨合金粉末、钛镍铬合金粉末或者其他合金粉末与石墨烯混合形成的材料，合金粉末涂层的电阻阻值为0.07～0.12Ω，合金粉末涂层的硬度为800～ 1200HV，合金粉末涂层的剥离强度为60～72MPA。 [0016] 本发明创造的有益效果为：一种新型防滑钢轨的加工工艺，通过对钢轨轨面先后进行滚花、喷砂处理以及超音速喷涂或喷焊的工艺操作，可大幅增强钢轨与车轮轮对之间的摩擦系数，避免原有的撒金刚砂带来的不良后果，可有效防止车辆在钢轨轨道上爬坡或者钢轨上被雨水或者油污污染时发生打滑的现象，为保障车辆在坡道上安全行驶提供有效保护，并且加工后的新型防滑钢轨具有导电性强、耐磨性高、耐冲击性能良好、耐腐蚀性强以及不影响钢轨探伤的优良性能。具体实施方式 [0017] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0018] 一种新型防滑钢轨的加工工艺，包括以下步骤： [0019] 步骤1：在钢轨的生产成型过程中，通过滚花设备在钢轨轨面上形成纹路纵横交错的粗糙面； [0020] 步骤2：对钢轨轨面的粗糙面进行喷砂处理； [0021] 步骤3：通过超音速喷涂或喷焊工艺，在钢轨轨面的粗糙面上覆盖一层或多层高耐磨、高硬度的、导电性能良好的合金粉末，形成合金粉末涂层。 [0022] 在步骤1中，粗糙面表面纹路的峰顶与峰谷之间高度差为0.2～0.5mm，峰顶与钢轨轨面的基准面之间的距离为0.15～0.25mm，粗糙面与合金粉末涂层紧密结合，使用合金粉末涂层填平粗糙面沟壑，使得车轮在钢轨上行驶时减少冲击和震动、增大变形区的接触面积。 [0023] 在步骤2中，喷砂处理用于消除滚到形成的峰顶峰底锐角及表面应力。 [0024] 在步骤3中，合金粉末可以是碳化钨合金粉末、钛镍铬合金粉末或者其他合金粉末与石墨烯混合形成的材料，使用合金粉末涂层填平粗糙面沟壑，使得车轮在钢轨上行驶时减少冲击和震动、增大变形区接触面积，使重载车辆在钢轨上行驶时涂层不会剥离、能够承受重载车辆给钢轨带来的冲击；合金粉末涂层的电阻阻值为0.07～0.12Ω，合金粉末涂层的硬度为800～1200HV，合金粉末涂层的抗剥离强度为 60～72MPA。 [0025] 滚花操作形成的粗糙面用于增强钢轨轨面的表面粗糙度，进而可保证合金粉末涂层与钢轨的抗剥离强度，进而保证钢轨的安全性。 [0026] 导电性测试：钢轨作为车辆电路回路中接地的一端，其导电性能至关重要，钢轨本身为导电介质，同时合金粉末涂层的材质为合金粉末与石墨烯混合形成的材料，导电性良好；实测涂层电阻为0.07～ 0.12欧姆，低于钢轨本身电阻0.3欧姆。 [0027] 涂层剥离试验：剥离强度的定义为粘贴在一起的材料，从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力或者压强，实测涂层剥离强度高达72.29Mpa。 [0028] 探伤性能测试：由于铁轨多处于室外环境，受到长期的风吹、日晒以及雨淋，同时铁轨的运行负载与使用频率较高，所以，铁轨可能存在裂纹、表面脱落甚至断裂等情况，严重危害行车安全，因此，对铁轨进行定期探伤检测显得尤为重要；将新型钢轨在探伤车实际进行探测，涂层对探伤无影响。 [0029] 摩擦系数对比测量：将钢质轮对行驶在新型钢轨和普通钢轨上测量其滚动牵引力，新型钢轨与轮对的摩擦系数在干工况和湿工况下，摩擦系数分别提高105％(0.2)和83％(0.18)；可有效防止车辆在钢轨轨道上爬坡或者钢轨上被雨水或者油污污染时发生打滑的现象，为保障车辆在坡道上安全行驶提供有效保护。 [0030] 当钢轨轨面被雨水打湿或者被油污污染时，由于涂层本身仍然具备相当高的粗糙度，水或油污不能在轨面形成完整的薄膜，合金粉末涂层的峰顶依然能够刺穿水膜或油膜与钢轮形成良好的承载型接触，从而保持其摩擦系数不会像普通钢轨那样大幅度衰减。 [0031] 上述实施例用于对本发明作进一步的说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应理解为在本发明的保护范围之内。

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