[发明专利]一种短流程锻轧衬板和铁路道岔的制备方法

说明书

本发明公开一种短流程锻轧衬板和铁路道岔的制备方法，先将钢坯镦粗再拔长，得到长坯段；或者，选择目标横截面积的钢坯，将钢坯拔长得到长坯段；将长坯段放入成型模具内，锻压成型，得到衬板条；衬板条再按照衬板目标长度进行切割和机加，正火+淬火处理后得到衬板产品；铁路道岔的制备方法中，将所述衬板替换为铁路道岔。本发明方法降低纵向力学性能提高横向剪切能力，优势在于工艺流程短，接近连轧工艺，衬板的成材率高，衬板横向与纵向的锻比接近，成型时下压锻压，不但提高横向变形量还细化晶粒，又便于提升横向切应力，断裂韧度提升，减少应用过程中衬板脆性断裂，减少磨机运行中途停机更换衬板，整体上提升了单个衬板的服役时间。

技术领域

本发明属于衬板制造领域，涉及磨机耐磨衬板的制备方法。

背景技术

常见的半自磨机、自磨机、球磨机等的型号有几十种，直径2～15m，长度3～15m，每20～70块衬板装配成一个磨机筒体。每种半自磨机筒体的直径和长度不同，每个型号磨机有不同尺寸和造型的衬板，但是每个型号的筒体衬板都有安装面和提升面，安装面都是圆弧面。通常，每块衬板长度0.5～2m，厚度0.1～0.4m，宽度0.2～1m。

衬板用于破碎矿石，要求衬板即耐高冲击又得耐划痕磨损。但是，耐磨衬板强度越高，耐磨性高，耐磨衬板的韧性就越低，耐冲击性越差。金属材料物理特性表现，硬度越高韧性相对越低，与衬板的需求相反。

根据工程需求，磨机直径越做越大，需要耐磨衬板既要有高强度，又要有高韧性，与金属材料物理特性相反。

根据衬板分类，铸铁类衬板强度高、韧性差，高锰钢类衬板韧性高、强度低，低合金类衬板鉴于两者中间，但是韧性储备还是不足。

现有衬板的成型基本上都是铸造成型，易出现疏松和夹杂。锻造成型可以弥补铸造成型过程中的缺陷，但是锻造镦拔工艺复杂，成型时不同的变形过程，对衬板纵向和横向截面的力学性能不同，力学性能不同直接影响衬板的使用寿命。

锻造镦拔工艺复杂，锻机工作面宽度在500mm左右；为了提高衬板的成材率和衬板形状成型，现有锻造衬板生产以拔长为主，衬板最低长度在500mm以上，纵向性能优于横向性能；但是在衬板在服役过程中，矿料对衬板的冲击以横向冲击为主，因而现有的锻造衬板受到冲击时，易出现纵向断裂。

2、现有衬板材质包括锰钢系列、低合金钢系列、铸铁系列，易发生脆性断裂，对应脆性断裂的指标无法作为参考验收的依据。

在锻件分类中，饼块状、盘型主要横向受力，锻造工艺以敦粗为主，提高横向受力性能。轴杆类主要纵向受力，锻造工艺以拔长为主，提高纵向受力性能。现有的衬板锻造工艺没有采用敦粗为主的锻造方法，一是因为生产成材率降低，二是衬板成型所需设备压力偏高。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种短流程、耐横向冲击的衬板锻造方法，该衬板采用集成锻造成型，不但耐横向冲击，还能够大幅降低衬板的成本。

发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种短流程锻轧衬板的制备方法，包括锻坯保温处理和衬板淬火调质步骤，取钢坯，设钢坯轴向为Z轴，X轴、Y轴位于所述钢坯横断面上，X轴、Y轴与Z轴构成三维坐标系；所述制备方法包括如下步骤：

步骤S1：先将钢坯沿Z轴方向镦粗，使敦粗的钢坯沿Y轴方向镦拔长，得到长为2～20m的长坯段，长锻坯横向截面宽度为衬板宽度±200㎜；或者，选择目标横截面积的钢坯，将钢坯沿Z轴方向拔长，得到长为2～20m的长坯段，长锻坯横向截面宽度为衬板宽度±200㎜；

步骤S2：将步骤S1所得长坯段放入成型模具内，锻压成型，得到衬板条；从长锻坯形变到衬板条的径向形变量大于30％；优选地，长锻坯形变到衬板条的径向形变量大于30％、且小于80％。

步骤S3：将步骤S2所得衬板条再按照衬板目标长度进行切割和机加；