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1、贝氏体钢翼轨、贝氏体钢心轨组合辙岔的试制生产一、概述辙岔是铁路道岔的关键部件，起着引导列车在线路上交叉变向的作用。辙岔的发展经历了钢轨拼装组合式、高锰钢整铸式、贝氏体钢心轨式和全贝氏体钢轨式四个阶段。现在铁路科研部门开始研制的是贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙岔，也就是本课题的研究内容，该组合辙岔心轨翼轨均采用贝氏体钢制造，使用寿命较贝氏体钢组合辙岔提高 50%可以达到 3 亿吨以上，具有重要的意义。二、技术方案辙岔结构采用铁科院研制的“V”型燕尾结构组合辙岔结构。心轨采用贝氏体钢锻造心轨，岔跟轨采用 U75V 钢轨制造和心轨拼装，可以实施和线路钢轨的同钢种焊接或胶接；翼轨采用铁科院和鞍钢研制的
2、贝氏体钢轨制造，通过间隔铁和心轨组合联接，翼轨可以实施和线路钢轨的胶接，实现道岔区的跨区间无缝线路。三、主要技术性能指标1.使用寿命大于 3 亿吨；2.贝氏体钢轨性能指标：轨头部位抗拉强度1240MPa；冲击性能 aku70J/cm2(20)aku35J/cm2(40)；硬度 3845HRC；四、产品的试制“贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙叉”贝氏体钢翼轨采用的是铁道科学研究院金属化学研究所研制鞍山钢铁集团加工生产的钢轨制造而成，贝氏体钢心轨采用的是四川飚升科技有限责任公司和山东远大模具材料有限公司制造的产品。1.产品试制工艺流程叉跟轨：下料钻孔淬火时效调直划线、顶弯刨切铣圆弧探伤检验合金钢心轨
3、：外购探伤检验与叉跟轨组装刨切翼轨：下料一次回火钻孔铣底顶弯、划线二次回火探伤铣削刨切检验间隔铁、钢轨垫圈：精密铸造大六角螺栓紧固件：外购叉跟轨、合金钢心轨、翼轨、间隔铁、钢轨垫圈、六角螺栓紧固件各部件组装检验垫板：下料调直钻孔焊接调直打磨检验叉跟轨、合金钢心轨、翼轨、间隔铁、钢轨垫圈、六角螺栓紧固、垫板整体组装检验入库2.产品试制过程中遇到的问题及解决方案试制件所用的贝氏体钢心轨是由四川飚升科技有限责任公司生产提供的，该公司是贝氏体钢心轨的专业生产厂家，有质量体系认证的质量保证书。叉跟轨与贝氏体钢心轨的组装：叉跟轨与贝氏体钢心轨的组装关键在于组装完成后叉跟轨与贝氏体钢心轨密贴部位间隙不得超过
4、 0.5mm。在试制过程中遇到的问题主要是钢轨轨腔尺寸超差导致组装后间隙过大，为此，课题组经过不断的试验研究从以下几个方面进行了解决。心轨与叉跟轨轨腔断面不符合：心轨跟端与叉跟轨轨腔下颚接触面处有一加工棱线导致与轨底贴合时形成支点，此处应改为圆弧过渡，试制时采用角磨机进行了倒圆 R10。心轨燕尾弯折段，因顶弯产生圆弧过渡段的原因，叉根轨与心轨贴合面减小，试制时将顶弯支距控制在 700mm以内，增加贴合面长度。心轨燕尾中心弯折点后，轨顶部分为垂直线，而叉跟轨相应贴合部分轨顶为 120 的斜面，所以贴合后外观缝隙较大。试制时先将叉跟轨轨距线(轨顶侧面 16mm 以下)铣削，保证轨距线处轨头宽 71
5、mm，就可以保证心轨燕尾后端的密贴。叉跟轨轨顶贴合面的加工必须保证垂直度或者向内稍微倾斜 0.20.3mm，以保证心轨与叉跟轨顶部的密贴。钢轨轨腔型式尺寸都是公差偏上，如果心轨加工时也是按正公差加工，那就很难保证心轨与叉跟轨的密贴，因此我们要求心轨加工厂家在叉跟轨后端与心轨拼装部位加工以负公差要求。3.组合心轨的机械加工组合心轨的加工需刨切工作边和 120 的轨顶坡，为保证加工精度，我们配制了 15 和 120 的多用对刀样板，在加工前，先按所要加工的斜度将对刀样板摆放好，然后将刨刀斜度与样板对好即可。4.贝氏体钢翼轨的加工翼轨顶弯翼轨采用贝氏体钢轨制造，贝氏体钢抗拉强度在1240MPa 以上
6、，屈服强度在 1100MPa 左右，二者相差较小，顶弯时用力太小达不到屈服点时不会产生变形，用力过大超过抗拉强度钢轨就会断裂，所以用常规的顶弯加工很难完成。为此，课题组结合我厂的压力机性能设计制作了一套专用的钢轨顶弯工装，另一方面在顶弯过程中尽量控制顶弯的速度，这样就能较好地完成翼轨的顶弯加工。翼轨的铣削由于翼轨硬度较高，达到 HRC3845，采用刨床加工刀具磨损严重且加工工时长。为此课题组先在铣床上将轨头、轨底铣削到留 23mm 余量，然后再上刨床精确刨切到位。翼轨的热处理为了保证使用安全性，贝氏体钢轨必须经回火处理后方可上道铺设。根据翼轨型式尺寸和热处理要求，按照以下工艺性能要求进行热处理
7、：第一次回火工艺：初次冷装炉-32020保温 8 小时出炉后空冷至室温顶弯后第二次回火工艺：初次冷装炉-32020保温 4 小时出炉后空冷至室随炉的试验轨送金属化学研究所检验，检验结果符合合金钢辙叉技术条件的要求。心轨、翼轨的探伤“贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙叉”是道岔关键部件，辙叉各部配件的内在缺陷、伤损必须严格进行超声波探伤检查，确保产品质量。在试制过程中由专业探伤人员对试制的两组辙叉的翼轨和贝氏体钢心轨进行了探伤，检测结果合格无伤损。关于辙叉前后的联接“贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙叉”如果要与辙叉前后配轨钢轨进行焊联，辙叉跟端叉跟轨是 U75V，与配轨钢轨同材质，可以进行焊联，辙叉趾
8、端由于采用的是贝氏体钢轨，与配轨钢轨不同材质，故可以采用现场胶接接头进行锁定联接，现场胶接接头轨缝处设置导电胶，可以在不影响轨道电路的前提下将二种不同材质的钢轨联接起来。五、产品的组装测试XX 年 8 月 29 日， “贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙岔”课题组邀请铁道科学研究院金属化学研究所研究员周清跃、铁道科学研究院铁道建筑研究所研究员林吉生、太原铁路局工务处高级工程师吴腾宇、太原工务段副段长王翠萍、太原工务段工程师齐春莲等专家组成测试小组，对试制的两组“贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙叉”进行了组装测试，测试结果符合合金钢心轨组合辙叉技术条件标准要求。六、应用与结论贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙岔结构采用铁科院研制的“V”型燕尾结构组合辙岔结构。在增强结构稳定性、提高道岔综合性能的过程中成功解决了绝缘、心轨翼轨磨耗严重、工务部门的大修维修成本过高等问题。目前，试制的两组贝氏体钢翼轨贝氏体钢心轨组合辙岔已在石太线顺利上道铺设，经运营考核，各项性能均达到预定的目标。太原铁路局榆次工务器材厂焦其彬
