防蝕耐磨螺旋道釘及其生產工藝的製作方法
2023-09-22 20:58:20
專利名稱：防蝕耐磨螺旋道釘及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用於鐵路混凝土軌枕螺旋道釘，屬於鐵路工務配件生產領域。
背景技術：
目前，我國鐵路線路上鋪設的鋼筋混凝土軌枕已佔有相當大的比例(70％左右)，大量的鐵路線路使用鋼筋混凝土軌枕、軌枕板和混凝土整體道床，尤其是隧道裡的線路已全部採用整體道床，然而由於長期的裸露、磨損等原因，使鋼軌和其配件腐蝕嚴重，特別是在隧道裡及其它潮溼地方，鏽蝕情況更加嚴重採，採用硫磺水泥漿錨固的螺旋道釘更是首當其衝。因此為了保證行車安全，被腐蝕的螺旋道釘需要隨時更換。而現有拔取螺旋道釘的方法或設備，均不能完全滿足現場的需要。例如，採用錘敲方法，即用大錘直接砸螺旋道釘，使其鬆動而拔出，但錘擊易損壞軌枕；用長柄板手擰，費力且易擰斷道釘；或用液壓拔出裝置、加熱方法等等，所有這些方法，不是勞動強度大就是設備笨重，或者效率低下，且容易損傷軌枕，降低軌枕的便用壽命。也有的工區因無合適的拔出器具而將整根軌枕抽換，造成人力和物力上的極大浪費。並且此項工作均採用手工勞動，通常每人每天拔除4個已損壞的道釘，費時費力，影響人身和行車安全。
目前為了解決上述問題，眾多人所採取的解決思路是當螺旋道釘鏽蝕後怎樣較容易的將其從鐵軌中取出。例如，專利號為90206882.2的可攜式螺旋道釘加熱爐，它由小型高頻電源和線圈組成，其特徵是，線圈是由套有玻璃絲軟管的多股耐熱漆包線繞成的螺線管狀線圈，其電感為50-150μH。由於眾多螺旋道釘是由硫磺水泥漿錨固的，當螺旋道釘需要更換時，將該實用新型的螺線管線圈套放在待更換的螺旋道釘上，線圈的插頭和高頻電源接通後，高頻電源產生的高頻電流通過線圈時，便產生高頻磁場，使套在螺旋管線圈中的螺旋道釘內產生強大的渦流，因而道釘迅速升溫，導致硫磺錨固漿熔化，即可拔出螺旋道釘，若在道釘孔中補充少許硫磺錨固漿，並將熱的新螺旋道釘插入，以實現更換。雖然這種更換道釘的方法，相對已有技術省力、不會損壞軌枕，但是它還是需要鐵路巡邏工經常仔細檢察，及時更換，略有倏忽就會帶來安全引患，而且使用時，需要有電源、專用設備。因此仍然存在費力、費時、成本高等問題，可且它不適用於無電源的地方。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種不需要鐵路巡邏工經常巡察、更換，與軌枕使用壽命相當，可與其一同更換的防蝕耐磨螺旋道釘及其生產工藝。
本發明防蝕耐磨螺旋道釘，用Q235A碳素結構鋼製成，它的表層為由鐵的氧化物Fe3O4及鐵氮化合物[Fe2-3(N-C)]構成的複合滲層，該複合滲層平均厚度在18μm以上，表面硬度為HV660-HV834。
用Q235A碳素結構鋼製成螺旋道釘及與之相配的螺帽，該螺旋道釘總長為195，一端為M24的螺紋，另一端是M25.6×6，牙高.25的特殊螺紋。
一種防蝕耐磨螺旋道釘的生產工藝，處理流程為螺旋道釘坯件-坯件潔淨處理-入爐-熱處理-降溫出爐螺旋道釘坯件用Q235A碳素結構鋼製成螺旋道釘；
坯件潔淨處理清理螺旋道釘坯件表層上的汙物；入爐將潔淨的螺旋道釘懸掛在封閉的熱處理爐內，該熱處理爐內的氣體成份及比例為氨∶二氧化碳∶空氣＝100∶4～6∶5～35；溫度為570～610℃；工作時間1.5-3.5小時；爐壓500-1200Pa；降溫出爐；出爐溫度為490-540℃。
將出爐冷卻的螺旋道釘，採用防鏽油浸泡。
所述的入爐是將潔淨的螺旋道釘懸掛在封閉的熱處理爐內，該熱處理爐內的氣體成份及比例為氨∶二氧化碳∶空氣＝100∶5∶15；溫度為590℃；爐壓700Pa；然後保溫進行熱處理2.5小時。
所述的降溫出爐是斷電降溫至爐溫500℃時，停止通氨氣，改通氮氣旋道釘及螺帽出爐，空氣冷卻後放入棕櫚油內8分鐘，將螺旋道釘擦淨。
本發明的有益效果由於在熱處理爐內的氣體發生如下反應
爐氣在螺旋道釘表面發生如下反應
由上述化學反應可知，NH3是主要的滲氮介質，CO2是碳之來源。爐氣中的氧勢、碳勢與水煤氣反應有關；HCN也是一種滲氮介質，一個HCN分子，可以分解一個碳原子，它可作為氫原子從NH3中轉移至鋼表面的有效介質。
防蝕化合物層的相組、性能與爐氣中的氧勢、氮勢和碳勢密切相關，當通入爐中的氣體比例一定時，氧勢、氮勢直接與爐氣中的H2含量有關。因此，工藝操作時可通過調節NH3分解率和按比例通入混合氣體來控制爐內氣體中的氧勢、氮勢和碳勢，從而獲得要求的防護化合物的相組成和性能。
本發明防蝕耐磨螺旋道釘經NSS鹽霧試驗(在YQ-25D型鹽霧試驗箱中進行)，試驗標準GB/T 10125-1997《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》T和GB/T6461-1986《金屬覆蓋層腐蝕試驗後的評級》後，結果如下表1 防蝕氮化螺旋道釘鹽霧測試結果
由上述可知普通螺旋道釘通過表面改性的多元共滲處理後，表面為連續、緻密和均勻的防護化合物層，其平均厚度在18μm以上，該產品具有良好的防蝕性能。
本發明防蝕耐磨螺旋道釘經漳州市產品質量監督檢驗所對其抗斷力的測試，樣品一的為151.5KN，樣品二的為151.5KN；樣品三的為152.1KN。
本發明防蝕耐磨螺旋道釘經表面硬度測試，測試標準GB11354《鋼鐵零件滲氮層深度測定和金相組織檢驗》，檢驗主要儀器設備為NEOPHOT-21金相顯微鏡及IIMT-3顯微硬度計，其檢驗結果如下表2 防蝕氮化螺旋道釘隨爐樣品檢驗結果
而同材質的普通螺旋道釘的表面硬度為HV260-274；由上述可知本發明經過多元共滲處理，其表面硬度大為提高，使其產品具有優異的耐磨性能。
綜上述可得，採用本發明防蝕氮化螺旋道釘緊固鐵軌及枕木，不需要鐵路巡邏工經常巡察、更換，與軌枕使用壽命相當，可與其一同更換，節省了人力、物力，降低了成本。
具體實施例方式
實施例本發明防蝕耐磨螺旋道釘的熱處理流程為螺旋道釘坯件-坯件潔淨處理-入爐-熱處理-降溫出爐-塗油螺旋道釘坯件用Q235A碳素結構鋼製成若干螺旋道釘及與之相配的螺帽，該螺旋道釘總長為195，一端為M24的螺紋，另一端是M25.6×6，牙高.25的特殊螺紋；坯件潔淨處理將螺旋道釘及螺帽坯件表面的油物、雜質清理乾淨，以避免影響熱處理層；入爐將潔淨的螺旋道釘及螺帽懸掛在封閉的熱處理爐內，該熱處理爐內的氣體成份及比例為氨∶二氧化碳∶空氣＝100∶5∶15；溫度為590℃；爐壓700Pa；然後保溫進行熱處理2.5小時。
降溫出爐；斷電降溫至爐溫500℃時，停止通氨氣，改通氮氣後使螺旋道釘及螺帽出爐，空氣冷卻後放入防鏽油內浸泡8分鐘後瀝乾。
為了使螺旋道釘、螺帽黑亮美觀，將出爐冷卻的螺旋道釘，採用防鏽油浸泡，從而得到防蝕氮化螺旋道釘，該螺旋道釘表層為由鐵的氧化物Fe3O4及鐵氮化合物[Fe2-3(N-C)]構成的複合滲層，該複合滲層平均厚度在18μm以上，表面硬度為HV700-HV834。
最後將本發明防蝕耐磨螺旋道釘包裝入庫。
權利要求
1.一種防蝕耐磨螺旋道釘，用Q235A碳素結構鋼製成，其特徵在於它的表層為由鐵的氧化物Fe3O4及鐵氮化合物[Fe2-3(N-C)]構成的複合滲層，該複合滲層平均厚度在18μm以上，表面硬度為HV660-HV834。
2.根據權利要求1所述的防蝕耐磨螺旋道釘，其特徵在於用Q235A碳素結構鋼製成若干螺旋道釘及與之相配的螺帽，該螺旋道釘總長為195，一端為M24的螺紋，另一端是M25.6X6，牙高.25的特殊螺紋。
3.一種防蝕耐磨螺旋道釘的生產工藝，其特徵在於處理流程為螺旋道釘坯件—坯件潔淨處理—入爐—熱處理—降溫出爐螺旋道釘坯件用Q235A碳素結構鋼製成螺旋道釘；坯件潔淨處理清理螺旋道釘坯件表層上的汙物；入爐將潔淨的螺旋道釘懸掛在封閉的熱處理爐內，該熱處理爐內的氣體成份及比例為氨∶二氧化碳∶空氣＝100∶4～6∶5～35；溫度為570～610℃；工作時間1.5-3.5小時；爐壓500-1200Pa；降溫出爐；出爐溫度為490-540℃。
4.根據權利要求3所述的防蝕耐磨螺旋道釘的生產工藝，其特徵在於將出爐冷卻的螺旋道釘，採用防鏽油浸泡。
5.根據權利要求3所述的防蝕耐磨螺旋道釘的生產工藝，其特徵在於所述的入爐是將潔淨的螺旋道釘懸掛在封閉的熱處理爐內，該熱處理爐內的氣體成份及比例為氨∶二氧化碳∶空氣＝100∶5∶15；溫度為590℃；爐壓700Pa；然後保溫進行熱處理2.5小時。
6.根據權利要求3所述的防蝕耐磨螺旋道釘的生產工藝，其特徵在於所述的降溫出爐是斷電降溫至爐溫500℃時，停止通氨氣，改通氮氣旋道釘及螺帽出爐，空氣冷卻後放入棕櫚油內8分鐘，將螺旋道釘擦淨。
全文摘要
本發明公開的是一種用Q235A碳素結構鋼製成，表層為由鐵的氧化物Fe
文檔編號E01B9/06GK1548651SQ0311226
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月23日 優先權日2003年5月23日
發明者江勇, 黃新民, 鄭榮琰, 江 勇 申請人:福州鐵路分局郭坑工務修制廠