高锰钢辙叉自动打磨生产线控制系统研发

高锰钢辙叉工件因目标型面结构复杂,所以打磨技术难度大、人工作业强度高,最终导致打磨质量低、覆盖率低等痛点问题。针对自动打磨生产线的多兼容、柔性化特点,开发的控制系统可实现对高锰钢辙叉工件的自动输送、自动识别及定位、浮动打磨、多工具头切换、打磨质量检测、打磨区域可视化等功能,进一步实现对高锰钢辙叉工件复杂型面的自适应打磨。这个系统在生产实例中得到了验证和应用,有效提高了辙叉复杂型面自动打磨的覆盖率、质量和综合生产效率,降低了人工劳动强度和工作量。

铸造高锰钢辙叉VRH造型线的关键设备技术应用

中铁宝桥集团原先的铸造高锰钢辙叉造型生产线存在设备陈旧、智能化与自动化程度低、生产效率低等问题,已经无法满足当前市场发展需求和客户的要求,为了提质增效,新建成了一条VRH造型生产线,在关键设备设计、设备自动化控制等方面作了提升,为提高生产产量与产品质量提供了良好的硬件支撑,为铸造行业提供了宝贵的经验。

高锰钢辙叉在线焊修现状分析及前景展望

对高锰钢辙叉焊修工艺进行了优化,对焊缝和母材进行了金相组织、机械性能测试及分析。对国铁及地铁线路上服役的高锰钢辙叉进行焊修前后使用寿命统计,高锰钢焊修技术对延长辙叉使用寿命效果显著。

高锰钢辙叉闪光焊接头缺陷分析

文中利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、布氏硬度计等对多个高锰钢辙叉焊接接头着色渗透探伤后呈现的缺陷进行了分析。结果表明,中间焊接材料及中间焊接材料−钢轨钢熔合线附近产生的缺陷是由中间焊接材料中存在奥氏体‒铁素体相界裂纹或奥氏体沿晶裂纹引起的,化学成分波动、基体强度低以及焊接过程引入的残余应力是导致这些沿晶裂纹产生的主要原因,中间焊接材料−高锰钢熔合线附近产生的缺陷主要位于高锰钢一侧,高锰钢中的铸造微观缩松及磷共晶是这类缺陷形成的主要原因。为提高高锰钢辙叉焊接接头质量,在完善去除焊接残余应力的基础上,选用高强度单相奥氏体不锈钢,提高高锰钢铸造质量并严格控制杂质元素含量是主要途径。

高锰钢辙叉模型跟趾端一体化设计与应用

高锰钢辙叉是铁路轨道中的关键部件,国内采用砂型铸造组芯造型的方法获得锰叉铸件,而组芯造型经常会产生许多铸造问题。本论文通过将锰叉木模跟趾端模型设计成一体化结构,直接取消模型跟趾端芯盒,成功实现了锰叉铸造生产线自带芯一体成形,并进行了生产验证。

高锰钢辙叉机械冲击预硬化工艺研究

为提高高锰钢辙叉的耐磨性能和抗变形能力,利用自制的机械冲击预硬化设备对高锰钢辙叉表面进行预硬化处理。适合高锰钢辙叉服役条件的最佳机械冲击硬化工艺如下所述,将高锰钢辙叉待硬化表面加热到300℃,利用冲击能量为50 J的机械装置冲击辙叉工作面,每个硬化点冲击时间大于10 s,相邻硬化点边缘距离小于3 mm。高锰钢辙叉经过机械冲击硬化处理后获得硬化层深度大于15 mm、表层硬度约为48 HRC、亚表层硬度梯度平缓过渡的理想硬化效果。亚表层硬度梯度平缓过渡是由于高锰钢辙叉被加热到300℃后,屈服强度降低,机械冲击后塑性变形区厚度增加所致。同时,在300℃冲击变形过程中高锰钢微观组织发生动态回复,降低了辙叉表层硬度,使硬化效果更适合铁路辙叉服役。高锰钢辙叉经过机械冲击硬化处理后使用寿命明显提高。

基体对高锰钢辙叉爆炸硬化效果的影响

为了研究基体对高锰钢辙叉爆炸硬化效果的影响,使用厚度3mm、密度1.38g/cm3的板状炸药分别在50mm厚钢板上、空气中及沙土上对高锰钢辙叉试件进行爆炸硬化。试验结果表明,在钢板上、空气中和沙土上对高锰钢进行爆炸硬化后,高锰钢辙叉试件的硬度分别提高了85.1%、76.6%和82.6%。与在钢板上和空气中相比,在沙土上对高锰钢辙叉试件进行爆炸硬化既能保证硬化后辙叉试件的硬度≥350HB,又能保证辙叉试件的整体不发生严重的变形。

高锰钢辙叉质量的改进

分析高锰钢辙叉失效的形式和原因,论述其质量改进的途径和效果,预期高锰钢辙叉发展的方向。

重载铁路铸造高锰钢辙叉制造技术

高锰钢辙叉在铁路系统中扮演着非常重要的角色,然而由于铸造缺陷和初始强度低的问题,导致高锰钢辙叉的服役寿命很短。针对这些问题,张福成教授课题组发明了高锰钢辙叉N+Cr+Re合金化技术、FW和TMCP技术和新型预硬化技术,这些技术的综合应用大大提高了高锰钢辙叉的服役寿命。

高锰钢辙叉在机械冲击下的预硬化特性

采用自制机械冲击实验系统并建立有限元仿真模拟实际生产工况,系统性研究高锰钢辙叉在机械冲击功条件下的加工预硬化能力.结果表明:只有高于临界冲击功的情况下,高锰钢表面才能得到有效的加工硬化,而临界冲击功的大小则会随着材料组织结构的改变而改变;矩形冲击面易于控制冲击功大小,却无法使材料表面硬度均匀分布;以200 J/cm^2的冲击功冲击2次的预硬化工艺能有效提高高锰钢辙叉的表面硬度和硬化层深度,与传统的小能量多次冲击相比,在能达到良好加工硬化效果的同时,更有利于真实反映机械冲击情况下的加工硬化规律.

重型钢轨与高锰钢辙叉的焊接 Ⅲ 焊接工艺

碳钢钢轨与高锰钢辙叉的焊接难度很大 ,仍属国际性难题。文中用手工电弧焊的方法 ,对高锰钢短轨 (长 60 0mm)和高碳钢钢轨 (长 60 0mm)标准件进行了大量的实物对接焊试验研究工作。最终采用增加双介质过渡层方式、全包覆过渡层形式、高锰钢侧过渡层二次水韧处理工艺、U形坡口接头、对称焊接方法等技术 ,对钢轨与辙叉标准试样进行了成功的焊接。通过铁道部产品质量监督检验中心进行了静弯及疲劳检验 ,对焊接接头进行了力学性能检验及金相组织分析 ,检验结果均达到和超过了国内外相关标准的指标要求 。

75kg/m钢轨12号高锰钢辙叉受力有限元分析

针对重载铁路上75 kg/m钢轨12号高锰钢辙叉出现水平裂纹、竖直裂纹及垂磨等病害问题,分别建立既有线上、中铁山桥改进型、中铁宝桥改进型高锰钢辙叉的有限元受力分析模型,计算分析三种辙叉在极限荷载和疲劳荷载作用下的受力性能,并对高锰钢辙叉改进前后力学性能进行对比分析,为重载铁路高锰钢辙叉结构设计提供参考。

新型VRH工艺高锰钢辙叉造型线的关键技术应用

重载铁路是我国经济发展的重要纽带环节之一,而新型重载铁路研发更是紧密围绕重载辙叉的使用寿命及制造水平。该项目建成国内最先进高锰钢辙叉生产线,在建设过程中从整线的布局、关键环节的技术改进以及自动化控制等多个方面提升了产品质量、生产效率,为铸造行业发展提供宝贵经验。

高锰钢辙叉振动特性的数值研究

通过模态分析得到了高锰钢辙叉-轨枕系统的固有频率和振型特征,并讨论了道床刚度和轨枕材料对高锰钢辙叉振动特性的影响。数值结果表明:高锰钢辙叉的模态形状包括垂向弯曲、横向弯曲、扭转三种形式;横向弯曲和扭转两种振动形态总是同时出现;其变形以垂向弯曲为主,且固有频率随道床刚度的增加单调增大;导致高锰钢辙叉疲劳失效的外部激励主要是轮轨冲击力的高频力(大于500Hz)。在低频率(小于400Hz)范围内,轨枕材料分别取橡木和高性能混凝土时各阶固有频率非常接近,最大相差值不超过50Hz;在高频(大于400Hz)范围内,二者结果有所差别,最大相差值超过100Hz。

高锰钢辙叉缺陷分析及修复

介绍当前国内外的高锰钢辙叉电弧焊修复方法 ,重点分析我国目前修复方法中焊补材料、设备、工艺等方面的问题 。

高锰钢辙叉与碳钢钢轨闪光焊接工艺的有限元模拟研究

高锰钢辙叉与碳钢钢轨的高质量焊接是铁路全线无缝的技术关键。闪光焊接工艺对辙叉焊接质量有重要影响,本文利用DEFORM有限元模拟软件对高锰钢辙叉与碳钢钢轨添加中间焊接材料的闪光焊接过程进行模拟,观察焊接工艺中保压阶段时间与焊接材料长度对钢轨钢一侧温度的影响,并根据实际焊接条件下的温度变化对模拟结果进行验证。研究结果显示,当焊接材料长度为25 mm时,若保压时间为10 s,钢轨钢一侧最高温度达732℃,超过了钢轨钢的Ac1温度点,容易导致钢轨钢一侧冷却过程中产生马氏体;而当保压时间为3 s时,钢轨钢一侧的最高温度为668℃,与实际焊接结果较为接近,满足钢轨钢温升不超过Ac1温度点的要求。从改变焊接材料长度的模拟结果看,保压时间为3 s时,当焊接材料总长度超过25 mm,整个焊接过程钢轨钢温升都不会超过Ac1温度点。

钢轨及高锰钢辙叉的自动与半自动电弧焊修技术

钢轨(高锰钢辙叉)自动焊补技术是提高焊补质量和稳定性,减轻工人劳动强度,提高生产效率的一项新的有效方法。钢轨感应加热预热方法,不仅安全性好,加热效率高,而且现场使用方便。

消除高锰钢辙叉跟端缩孔缩松的优化工艺

对于长、大、结构复杂的高锰钢辙叉 ,在热节部位 (三壁相交 )和横浇道上设置 180mm× 2 0 0mm的保温冒口 ,有利于强化铸件的补缩 ;同时在上颚部位上设置 2 5mm× 60mm的圆棒冷铁 ,可获得较好的组织 ,两者相辅相成 ,彻底消除了辙叉跟端的缩孔。