高錳鋼轍叉專利目的

《高錳鋼轍叉》所要解決的技術問題是提供一種高錳鋼轍叉，其高錳鋼轍叉各部件組合設置在一起，損壞可單獨更換。

高錳鋼轍叉技術方案

《高錳鋼轍叉》包括獨立的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ以及設在翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ中間的轍叉心軌，所述轍叉心軌、翼軌Ⅰ以及翼軌Ⅱ之間通過螺栓固定；所述轍叉心軌包括尖端部和兩個軌道部，尖端部與兩個軌道部之間通過相適配面的配合；所述兩個軌道部之間設有隔塊Ⅰ。進一步的，所述尖端部與兩個軌道部之間相配合的面為臺階面。所述尖端部與兩個軌道部相配合位置處與兩側的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設有隔塊Ⅱ，固定螺栓穿過翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅱ、尖端部、兩個軌道部將其固定在一起。所述隔塊Ⅰ與兩個軌道部之間通過螺栓穿過固定在一起。所述尖端部的尖頭端與兩側的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設有隔塊Ⅲ，固定螺栓穿過翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅲ以及尖端部將其固定在一起。所述尖端部材質為高強度耐磨合金鋼。所述尖端部與兩個軌道部相配合端的上表面的高度低于兩個軌道部上表面的高度。

高錳鋼轍叉改善效果

《高錳鋼轍叉》與2013年12月以前的技術相比，具有以下優點：將翼軌、轍叉心軌的尖端部分和軌道部分都分別單獨鑄造，分別鑄造鑄件小、結構簡單，能提高鑄件質量；并且各部件通過可拆卸結構組裝在一起，部件損壞可單獨更換，不用整體更換，更換方便，降低成本。

截至2013年12月，鐵路上使用的改道轍叉大多數是整鑄式高錳鋼轍叉，轍叉心軌與兩翼軌之間有較大的空隙，這樣轍叉心軌尖端與兩翼軌工作邊最接近處形成一有害空間，列車在改道時，車輪按輪緣軌跡通過轍叉至尖軌50端面處，此段距離為轍叉磨損最快段和使用壽命關鍵段，尤其是改道的理論尖端，車輪輪緣行駛至理論尖端時，輪緣承載的面積極小，容易使轍叉塌邊、磨損，嚴重時產生裂紋，造成轍叉下道，不能使用。由于轍叉各部件為鑄造產品，結構又過于復雜，不可避免的會存在鑄造缺陷，這些缺陷在列車長期荷載作用下，會引起轍叉的裂紋，造成轍叉的損傷，特別是轍叉兩側的翼軌的損壞非常平凡。由于列車經過時的不斷碾壓，翼軌的磨損嚴重，硬度亦不斷提高，容易出現剝離掉塊現象，引起轍叉的傷損；傷損的轍叉將危及列車的行車安全，因而必須及時予以更換，轍叉需整體更換，大大增加了軌道交通的運行成本。

圖1為《高錳鋼轍叉》的構造示意圖。

圖2為該發明轍叉心軌構造示意圖。

圖中：1.翼軌Ⅰ、2.翼軌Ⅱ、3.叉心、4.軌道Ⅰ、5.軌道Ⅱ、6.隔塊Ⅰ、7.隔塊Ⅱ、8.隔塊Ⅲ。

《高錳鋼轍叉》涉及軌道技術領域，尤其是涉及一種高錳鋼轍叉。

1.《高錳鋼轍叉》包括獨立的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ以及設在翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ中間的轍叉心軌，所述轍叉心軌、翼軌Ⅰ以及翼軌Ⅱ之間通過螺栓固定；所述轍叉心軌包括尖端部和兩個軌道部，尖端部與兩個軌道部之間通過相適配面的配合；所述兩個軌道部之間設有隔塊Ⅰ。

2.如權利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部與兩個軌道部之間相配合的面為臺階面。

3.如權利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部與兩個軌道部相配合位置處與兩側的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設有隔塊Ⅱ，固定螺栓穿過翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅱ、尖端部、兩個軌道部將其固定在一起。

4.如權利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述隔塊Ⅰ與兩個軌道部之間通過螺栓穿過固定在一起。

5.如權利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部的尖頭端與兩側的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設有隔塊Ⅲ，固定螺栓穿過翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅲ以及尖端部將其固定在一起。

6.如權利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部材質為高強度耐磨合金鋼。

7.如權利要求1所述高錳鋼轍叉，其特征在于：所述尖端部與兩個軌道部相配合端的上表面的高度低于兩個軌道部上表面的高度。

如圖1和圖2所示，《高錳鋼轍叉》包括獨立的翼軌Ⅰ1和翼軌Ⅱ2以及設在翼軌Ⅰ1和翼軌Ⅱ2中間的轍叉心軌，其中，轍叉心軌包括尖端部和兩個軌道部，尖端部為叉心3，兩個軌道部分別為軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5，尖端部的一端與兩個軌道部之間通過臺階面相配合在一起，具體為，尖端部一端兩側均設有臺階，兩個軌道部內側設有與尖端部兩側臺階相適配的結構，通過臺階面相配合在一起，配合面積大，固定更可靠，并對軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5的配合端部起到支撐作用，不易出現塌邊現象。為了防止兩個軌道部工作時，軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5受力向中間移動，在軌道Ⅰ4和軌道Ⅱ5之間設有隔塊Ⅰ6，隔塊Ⅰ6上設有與兩個軌道部上的孔相對應的固定孔，通過高強度的螺栓穿過兩個軌道部和隔塊Ⅰ6上的孔將其固定在一起。為提高兩個軌道部與尖端部之間的固定強度，在轍叉心軌的尖端部與兩個軌道部相配合位置處與兩側的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設有隔塊Ⅱ7，固定螺栓穿過翼軌Ⅰ1、翼軌Ⅱ2、隔塊Ⅱ7、尖端部、兩個軌道部將其固定在一起。并在尖端部的尖頭端與兩側的翼軌Ⅰ和翼軌Ⅱ之間設有隔塊Ⅲ8，固定螺栓穿過翼軌Ⅰ、翼軌Ⅱ、隔塊Ⅲ8以及尖端部將其固定在一起。尖端部材質為高強度耐磨合金鋼，獨立部件，成本增加較少，并可增加轍叉的使用壽命。尖端部與兩個軌道部相配合端的上表面的高度低于兩個軌道部上表面的高度，減少車輪運行阻力。各部件通過可拆卸結構組裝在一起，單個部件重量較小，便于安裝部件損壞可單獨更換，不用整體更換，降低成本。

2020年7月17日，《高錳鋼轍叉》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。 2100433B

TB/T447-2004規定對不含其他合金元素高錳鋼轍叉的水韌處理溫度為1000～1100℃。滲碳體型的碳化物溶解過程是碳從碳化物中向奧氏體中擴散，原來滲碳體相的鐵原子自擴散并形成面心立方的奧氏體。(Fe，Mn)3C型碳化物中的碳原子和其他原子作用力較弱，擴散過程容易進行，溶解速度較快，加熱到1000℃，(Fe，Mn)3C即可全部分解。為了加速分解、溶解和擴散，促進成分均勻化，固溶溫度選為1050～1100℃。溫度超過1050℃時，奧氏體晶粒已開始長大。當溫度達到1120℃時，奧氏體晶粒長大明顯。溫度大于1150℃時，晶粒粗大，出現過熱組織。在1100℃奧氏體轉變完全，晶粒細小，碳化物彌散其中，并有較好的力學性能。而水韌溫度為1150℃時，晶粒有變大趨勢。保溫時間只要能使碳化物充分溶解、成分基本均勻即可，過長的保溫時間對力學性能無益。2100433B

孫法林、蒲學湘等。

Mn13高錳鋼熱轍叉，如果裝入同一窯的所有轍叉的裝窯溫度基本和窯溫一致，則這種工藝可以節約能源，提高效率。但在實際生產中裝窯溫度很難與窯溫一致，且相差較大，主要原因有：不同爐次的轍叉開箱水爆后在同一窯中進行熱處理，造成同一窯中轍叉的初始溫度不同；由于連續生產，每天窯的初始溫度也不盡相同；季節性的溫度變化導致轍叉與窯的溫度變化較大；轍叉在窯內的排序不同會造成一定的溫差。這樣導致轍叉與爐窯存在較大溫差，導致轍叉在水韌處理后開裂。冷轍叉的裝窯溫度降到室溫，熱轍叉的裝窯溫度降到150℃。兩種轍叉入窯后都均溫1.0～1.5h后再升溫。在650℃以下升溫時，由于高錳鋼晶界和晶內會析出碳化物，有時還會發生珠光體轉變，因此升溫速度要慢。改進后的工藝中，冷、熱兩種轍叉從150℃升溫到650℃時，升溫速度均為90℃/h，冷轍叉在150℃以下升溫速度要降到70℃/h。此外，在650℃以下升溫時，升溫速度隨高錳鋼中C、P含量增加而放慢，這是因為C、P含量與熱處理時加熱裂紋密切相關。升溫到650～700℃時，要保溫1～2h，目的是使轍叉溫度均勻，消除鑄造應力。溫度大于650℃，超過了高錳鋼的彈性變形溫度，高錳鋼由彈性狀態進入塑性狀態，而且脆性碳化物逐漸溶解到奧氏體中，鋼的強度和塑性得到改善，加上保溫處理，鑄造應力得到消除。因此隨后可以快速升溫。