[发明专利]一种铁路钢轨耐大气腐蚀合金化装置及工作方法

权利要求书

1.一种铁路钢轨耐大气腐蚀合金化装置，其特征在于：包括顺次连接的磨料加工装置、注入装置和磨损加工装置；

所述磨料加工装置包括前端色谱仪(2-1)和后端色谱仪(2-2)，前端色谱仪(2-1)和后端色谱仪(2-2)之间连接有光电传感器(3)，光电传感器(3)还连接有能够与钢轨(1)接触的研磨具(4)；

所述注入装置包括双CMT电源(7)，双CMT电源(7)连接氢气罐(6)和变频控制机械装置(8)，变频控制机械装置(8)接地，氢气罐(6)连接作为电场阳极的防锈合金罐(5)，防锈合金罐(5)下部开设有能够接触钢轨(1)的开口；

所述磨损加工装置包括位移传感器(9)，位移传感器(9)连接数控装置(10)，位移传感器(9)下部连接有能够与钢轨(1)接触的磨料磨损具(11)。

2.根据权利要求1所述的一种铁路钢轨耐大气腐蚀合金化装置，其特征在于：所述磨料加工装置、注入装置和磨损加工装置均设置在能够在钢轨(1)上移动的底座板上。

3.权利要求1所述的一种铁路钢轨耐大气腐蚀合金化装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过磨料加工装置，前端色谱仪(2-1)采集钢轨(1)颜色，光电传感器(3)判断，磨料具(4)磨掉钢轨(1)表面覆盖的氧化物，后端色谱仪(2-2)再次采集钢轨(1)颜色进行确认，直至将橙红色FeooH和青灰色Fe₃O₄逐级去除直至显露白色钢轨(1)的钢光泽，形成无氧化物的钢轨(1)表面，为合金化可靠性的前提；

步骤二：以还原性H₂作电场介质，将防锈合金作电场阳极，整合CMT电源70～80/s机械脉冲，80～60/s电磁脉冲机能，在轨道电路区段实现冷过渡气体保护合金化，将防锈合金投射注入进无氧化物钢轨表面；变频控制机载装置在轨距1435+10mm的轨道电路区段自适应运行，沿钢轨表层生成冶金结合耐大气腐蚀合金；

步骤三：磨损加工装置在轨面注入冶金结合耐大气腐蚀合金后对轨面合金层实施“紧急机械处理”，在加工轨面精度到0.3mm～0.5mm的同时，机械摩擦热对轨面合金层缓冷，机械振动松弛合金层内应力，最终实现了铁路钢轨耐大气腐蚀合金化的高可靠性。

4.根据权利要求3所述的一种铁路钢轨耐大气腐蚀合金化装置的工作方法，其特征在于：所述步骤二中，防锈合金为能显著提高Fe的电极电位的Ni、Cr、Cu和Si。

5.根据权利要求3所述的一种铁路钢轨耐大气腐蚀合金化装置的工作方法，其特征在于：所述步骤二中，合金化在钢轨中心线外侧区域范围实施，沿轨面线性递进速度80m/h～110m/h，合金层深小于1mm，宽度5mm～6mm，以宽深比3～7匹配组合工艺参数。