[发明专利]一种基于感应加热的轨道淬火方法

说明书

本发明涉及一种基于感应加热的轨道淬火方法，包括步骤：1)将轨道的外表面由感应器接入中频1.0‑4.0kHz的交流电流，加热至840‑880℃后进行保温；2)步骤1)完成后，将钢轨送入设有淬冷液的在线热处理装置中进行淬冷，并将感应器的感应线圈置于在线热处理装置的出口位置，对钢轨的轨腰位置进行持续加热，加热温度控制在500‑540℃，加热时间为40秒，加热速率为1m/s；3)加热完成后，将钢轨自然冷却至室温。与现有技术相比，本发明可避免异常马氏体组织的产生，大大减小了轨道进行淬火过后内部存在的应力，且本发明简单可行，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及轨道焊接和电磁感应加热技术领域，尤其是涉及一种基于感应加热的轨道淬火方法。

背景技术

当今中国高铁发展的迅猛速度令世界望其项背，而高铁速度的提升也离不开铁路轨道建设，随着铁路运输事业的发展，高铁牵引重量、运输密度和年通过总量逐步提高，使得轨道所承受的负荷大大增加，为了提高轨道的使用寿命，对钢轨的强度、硬度提出了新的要求。世界各国铁路的实践已经证明，钢轨热处理是提高钢轨材质强韧性的最有效、最经济的措施。然而，如何提供一种能够加强钢轨表面的硬度、抗拉强度、延伸率的热处理方法仍然是需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于感应加热的轨道淬火方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于感应加热的轨道淬火方法，该方法包括以下步骤：

S1：将钢轨的外表面由感应器接入中频1.0-4.0kHz的交流电流，利用感应加热使轨道加热至840-880℃，加热后进行保温。

优选地，感应器具体通入的电流频率为2.5kHz。感应器使用的为非闭合式的圆形感应线圈。

优选地，非闭合式的圆形感应线圈的形状为两个半圆形，连接两个半圆形线圈的连接处设有可拆卸式绝缘固定装置。可拆卸式绝缘固定装置包括绝缘片，用以夹紧两个半圆形线圈的固定装置以及可夹紧半圆形线圈的夹紧装置。绝缘片置于固定装置的中间位置处，夹紧装置与固定装置连接，夹紧装置夹持在两个半圆形线圈的连接处边缘。

S2：待步骤S1结束后，将钢轨置入装有淬冷液的在线热处理装置中，并对轨腰位置进行持续加热，淬冷过程中通过补偿轨道过度的温度损失，对轨腰部位进行加热，使轨道纵向方向的温度保持一致性。补偿加热的温度控制在500-540℃，加热时间为40秒，加热速率为1m/s，对轨腰的温度控制用于避免轨腰及上、下三角区产生异常组织，并且协调轨头与轨底之间的热应力，减小轨道内部应力，避免轨道开裂。

在钢轨的热处理中，感应器的线圈位于在线热处理装置的出口部位，通过感应加热轨道腰部，延长钢轨在珠光体转变区的停留时间，避免异常马氏体组织的产生，从而消除轨腰及上、下三角区的异常组织，同时减小钢轨内应力。在进行整套淬火过程后，大大降低了轨道的残余应力，提高轨道在使用中的安全性。

S3：加热完成后，将钢轨自然冷却至室温。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明将感应加热技术应用于轨道淬火过程中，并在淬冷过程中持续对轨腰进行加热来抑制轨道热处理后的过冷度，延长钢轨在珠光体转变区的停留时间，使钢轨快速奥氏体化，奥氏体组织转变的瞬间，可以得到级别较高的晶粒，使用淬冷液对钢轨进行淬冷，控制冷却速度，使冷却过程中细片层的珠光体之间间距得以减小到100nm以下且分布均匀，避免异常马氏体组织的产生，使钢轨表面的硬度、抗拉强度、延伸率都得以较大的提高；

二、本发明通过感应加热轨道腰部，延长钢轨在珠光体转变区的停留时间，从而消除轨腰及上、下三角区的异常组织，同时减小钢轨内应力，在进行整套淬火过程后，大大降低了轨道的残余应力，可以减小60-140MPa的残余应力，提高轨道在使用中的安全性。