本發(fā)明屬于固定建筑物鐵路軌道轍叉，具體涉及一種組合轍叉心軌及其制備方法。

背景技術：

1、時速160km/h及以下鐵路道岔大多數(shù)采用固定型轍叉，鑲嵌翼軌式鍛造高錳鋼組合轍叉、鑲嵌翼軌式合金鋼組合轍叉由于其強度高、服役壽命長，且能實現(xiàn)線路無縫化連接，是固定型轍叉主要代表，在重載和普速線路大量應用。

2、心軌是鑲嵌翼軌式鍛造高錳鋼組合轍叉、鑲嵌翼軌式合金鋼組合轍叉核心部件，其主要特征：一是心軌呈實心結構，軌腰區(qū)域設置若干螺栓孔；二是心軌側面呈豎直面結構；三是心軌截面最大寬度位于心軌變截面位置，如圖1所示。

3、心軌在制備過程中，傳統(tǒng)制造工藝流程是鋼坯制備、鋼坯熱處理、鋼坯粗加工、鋼坯精加工；其中，鋼坯截面呈前后尺寸基本一致的矩形。但是，采用矩形截面鋼坯進行加工，由于需要將規(guī)則矩形截面鋼坯加工成截面不規(guī)則的心軌，且最終成型的心軌由平面、圓弧面、斜面組成，不同位置截面尺寸不一為變截面結構，結構復雜?？梢姡醇扔薪Y構設計要求，矩形鋼坯的所有外表面均要求加工，所以加工范圍較大，材料利用率較低，制造成本較高。對此，現(xiàn)提出如下改進技術方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術問題：提供一種組合轍叉心軌及其制備方法，解決現(xiàn)有心軌及心軌制備方法加工范圍較大，材料利用率較低，制造成本較高，工藝質量穩(wěn)定性不佳，可操作性不高，不便市場推廣普及的技術問題。

2、本發(fā)明采用的技術方案：一種組合轍叉心軌，組合轍叉心軌由一體成型的心軌a與心軌間隔鐵b組成；且一體成型的組合轍叉心軌為采用等截面的工字型心軌毛坯c制造而成的組合轍叉心軌。

3、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：組合轍叉心軌的魚尾空間呈“凹型”結構，且“凹型”結構的魚尾空間位于組合轍叉心軌的心軌行車面下方；魚尾空間軌腰螺栓孔10數(shù)量5個～20個。

4、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：組合轍叉心軌的魚尾空間高度值k值為15mm～160mm。

5、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：組合轍叉心軌以及工字型心軌毛坯c的魚尾空間軌腰厚度h為20mm～90mm；工字型心軌毛坯c的毛坯軌頭h高度25mm～90mm，毛坯軌頭用于加工心軌行車面。

6、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：心軌a寬l斷面至其理論尖端方向為心軌輪載轉移區(qū)，其中寬度l值取30mm～80mm；心軌輪載轉移區(qū)與其后段呈臺階狀均勻過渡并形成心軌過渡段，心軌過渡段長度10mm～500mm。

7、上述技術方案中，作為本發(fā)明的進一步改進：心軌a的心軌上部側面、心軌下部側面為豎直平面。

8、上述技術方案中，作為本發(fā)明的進一步改進：心軌輪載轉移區(qū)向前段側面的寬度逐漸減少。

9、上述技術方案中，作為本發(fā)明的進一步改進：心軌a的心軌上部側面和心軌下部側面為豎直平面，心軌上部側面和心軌下部側面共面或不共面。

10、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：心軌間隔鐵b與心軌a后段關聯(lián)部位呈工字型結構，且心軌間隔鐵b制有心軌間隔鐵上斜面和心軌間隔鐵下斜面；心軌間隔鐵上斜面斜度1：100～1：1.5。

11、上述技術方案中，作為本發(fā)明的進一步改進：心軌間隔鐵b還制有心軌間隔鐵底面；心軌間隔鐵底面與心軌a其它位置的心軌底面共面。

12、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：工字型心軌毛坯c為奧氏體鋼或貝氏體鋼。

13、上述技術方案中，作為本發(fā)明的進一步改進：心軌a最大寬度位于心軌頂面降低段的起點位置。

14、上述技術方案中，作為本發(fā)明的進一步改進：心軌間隔鐵b的心軌間隔鐵頂面向后段逐漸降低。

15、本發(fā)明還請求保護一種組合轍叉心軌的制備方法，制備方法為任一前述組合轍叉心軌的制備方法；制備方法包括如下步驟：

16、s1、確定鋼種；

17、s2、根據(jù)轍叉型號確定軋制或鍛造比；

18、s3、采用連鑄、連軋或鍛造、模鍛工藝方式制作工字型心軌毛坯c；

19、s4、根據(jù)鋼種選擇適宜的熱處理工藝對所述工字型心軌毛坯c進行熱處理；

20、s5、加工成型。

21、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：工字型心軌毛坯c為奧氏體鋼或貝氏體鋼；奧氏體鋼是指高錳鋼或經(jīng)過合金化的高錳鋼，且是國家標準gb/t5680-1998中所規(guī)定的高錳鋼和在此基礎上用鉻、鉬、鎳、鈦、釩、硼、鋁、氮、鋸和稀土元素中一種和/或其復合合金化的高錳鋼；貝氏體鋼指國家鐵道行業(yè)標準tb/t3467-2016所屬的合金鋼。

22、上述技術方案中，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案：工字型心軌毛坯c進行軋制或鍛造的比值取2～10。

23、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點：

24、1、本發(fā)明對組合轍叉心軌以及心軌毛坯結構進行改進，毛坯采用了截面為工字的結構方式，提高毛坯材料利用率，同時為心軌毛坯軋制或鍛造批量化生產(chǎn)奠定基礎，為工藝質量的穩(wěn)定性、可操作性創(chuàng)造條件；采用本發(fā)明技術制備組合轍叉心軌，能夠綜合降低制造成本，具有較好的推廣及市場價值。

25、2、本發(fā)明相對于截面呈矩形的毛坯，用工字型心軌毛坯c制造心軌a與心軌間隔鐵b，減少材料用量和銑削面積，材料利用率提高了30％以上，心軌側面加工余量降低了20％以上，降低了綜合制造成本。

26、3、本發(fā)明與傳統(tǒng)制備工藝比，心軌由于采用工字型結構，不僅加工面積減少，而且減少了粗加工或切削工步，同一種工字型毛坯可制備不同型號轍叉心軌，因此簡化工藝流程和毛坯種類，通用性理想，且提高了生產(chǎn)效率。

27、4、本發(fā)明采用奧氏體鋼材料制造，相對于矩形截面，工字型心軌毛坯c截面幾何尺寸較小，在熱處理過程中，有利于加速冷卻，減少碳化物析出，晶粒度不小于1級，未溶碳化物不大于w3級，析出碳化物不大于x3級，過熱碳化物不大于g2級；力學性能方面，抗拉強度rm不小于900mpa，抗沖擊吸收能量ku2不小于200j，屈服強度rel不小于400mpa，力學性能更加優(yōu)異。

28、5、本發(fā)明技術方案成熟，能夠滿足工廠批量化生產(chǎn)要求，制造成本相對較低，具有較高的推廣價值。

技術特征：

1.一種組合轍叉心軌，其特征在于：所述組合轍叉心軌由一體成型的心軌a(1-1)與心軌間隔鐵b(1-2)組成；且一體成型的所述組合轍叉心軌為采用等截面的工字型心軌毛坯c(1-3)制造而成的所述組合轍叉心軌。

2.根據(jù)權利要求1所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述組合轍叉心軌的魚尾空間(1)呈“凹型”結構，且“凹型”結構的所述魚尾空間(1)位于所述組合轍叉心軌的心軌行車面(9)下方；所述魚尾空間(1)軌腰螺栓孔(10)數(shù)量5個～20個。

3.根據(jù)權利要求1或2所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述組合轍叉心軌的魚尾空間(1)高度值k值為15mm～160mm。

4.根據(jù)權利要求3所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述組合轍叉心軌以及所述工字型心軌毛坯c(1-3)的魚尾空間(1)軌腰厚度h為20mm～90mm；所述工字型心軌毛坯c(1-3)的毛坯軌頭(11)h高度25mm～90mm，所述毛坯軌頭(11)用于加工心軌行車面(9)。

5.根據(jù)權利要求1所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌a(1-1)寬l斷面至其理論尖端方向為心軌輪載轉移區(qū)(1-101)，其中寬度l值取30mm～80mm；所述心軌輪載轉移區(qū)(1-101)與其后段呈臺階狀均勻過渡并形成心軌過渡段(1-102)，所述心軌過渡段(1-102)長度10mm～500mm。

6.根據(jù)權利要求5所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌a(1-1)的心軌上部側面(8)、心軌下部側面(6)為豎直平面。

7.根據(jù)權利要求5所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌輪載轉移區(qū)(1-101)向前段側面的寬度逐漸減少。

8.根據(jù)權利要求1或5所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌a(1-1)的心軌上部側面(8)和心軌下部側面(6)為豎直平面，所述心軌上部側面(8)和心軌下部側面(6)共面或不共面。

9.根據(jù)權利要求1所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌間隔鐵b(1-2)與心軌a(1-1)后段關聯(lián)部位呈工字型結構，且所述心軌間隔鐵b(1-2)制有心軌間隔鐵上斜面(3)和心軌間隔鐵下斜面(5)；所述心軌間隔鐵上斜面(3)斜度1：100～1：1.5。

10.根據(jù)權利要求1或9所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌間隔鐵b(1-2)還制有心軌間隔鐵底面(4)；所述心軌間隔鐵底面(4)與心軌a(1-1)其它位置的心軌底面(2)共面。

11.根據(jù)權利要求1或4所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述工字型心軌毛坯c(1-3)為奧氏體鋼或貝氏體鋼。

12.根據(jù)權利要求1或5或6或9所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌a(1-1)最大寬度位于心軌頂面降低段(1-103)的起點位置。

13.根據(jù)權利要求1或9所述組合轍叉心軌，其特征在于：所述心軌間隔鐵b(1-2)的心軌間隔鐵頂面(7)向后段逐漸降低。

14.一種組合轍叉心軌的制備方法，其特征在于：所述制備方法為權利要求1～14任一所述組合轍叉心軌的制備方法；所述制備方法包括如下步驟：

15.根據(jù)權利要求14所述制備方法，其特征在于：所述工字型心軌毛坯c(1-3)為奧氏體鋼或貝氏體鋼；所述奧氏體鋼是指高錳鋼或經(jīng)過合金化的高錳鋼，且是國家標準gb/t5680-1998中所規(guī)定的高錳鋼和在此基礎上用鉻、鉬、鎳、鈦、釩、硼、鋁、氮、鋸和稀土元素中一種和/或其復合合金化的高錳鋼；所述貝氏體鋼指國家鐵道行業(yè)標準tb/t3467-2016所屬的合金鋼。

16.根據(jù)權利要求14或15所述制備方法，其特征在于：所述工字型心軌毛坯c(1-3)軋制或鍛造的比值取2～10。

技術總結
提供一種組合轍叉心軌及其制備方法，組合轍叉心軌由一體成型的心軌A與心軌間隔鐵B組成；且一體成型的組合轍叉心軌為采用等截面的工字型心軌毛坯C制造而成的組合轍叉心軌；制備方法包括確定鋼種；根據(jù)轍叉型號確定軋制或鍛造比；采用連鑄、連軋或鍛造、模鍛工藝方式制作工字型心軌毛坯C；根據(jù)鋼種選擇適宜的熱處理工藝對所述工字型心軌毛坯C進行熱處理；加工成型。本發(fā)明解決現(xiàn)有心軌及心軌制備方法加工范圍較大，材料利用率低，制造成本高，工藝質量穩(wěn)定性不佳，可操作性不高，不便市場推廣普及的技術問題；本發(fā)明能夠滿足工廠批量化生產(chǎn)要求，制造成本相對較低，具有較高的推廣價值。

技術研發(fā)人員：嚴安寧,閆旭輝,施慶峰,高尚君,劉揚科
受保護的技術使用者：中鐵寶橋集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10