一种磁悬浮用导轨制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁悬浮用导轨，导轨包括导轨主体，导轨主体包括刹车面和滑撬面，在导轨主体刹车面和/或滑撬面的表面设有覆层。本实用新型专利技术在导轨的刹车面和滑撬面设置覆层，提高了刹车面和滑撬面的耐磨和防腐性能，且摩擦系数可依据材料成分进行调控，以适配闸片达到制动标准要求；导轨的刹车面和滑撬面设置覆层可以阻碍气体、液体的渗入路径，为受保护金属提供良好的屏蔽保护，增加了磁悬浮钢轨的抗腐蚀能力，延长了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮用导轨
本技术涉及一种磁悬浮用导轨，特别涉及中低速磁悬浮用的F型导轨，属于轨道交通

技术介绍
中低速磁悬浮轨道交通是我国具有自主知识产权的新技术，磁悬浮列车的正常时速可达90-100km/h，具有环保性高、安全性好、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低和运营效益好等特点，适用于城市市区、近距离城市间和旅游景区的交通连接，可替代轻轨和地铁。推动中低速磁悬浮列车前进的是安装在列车上的次级(线圈)和安装在F型钢导轨上的初级(铝感应板)相互作用推动磁浮列车前进。磁浮列车的悬浮磁铁与F型钢导轨之间保持着8.0mm的间隙，车载悬浮电磁铁和车载制动器与F型钢导轨的磁极仅留有很小的间隙，它们与F型钢导轨磁极的相互作用，提供实现悬浮功能所需要的电磁力。这样的车辆与轨道的几何位置设计决定了F型钢导轨须处于良好的工作状态，其使用性能直接影响着整车的技术性能指标及运行的经济性能指标。中低速磁悬浮列车的轨道与普通轮轨不同，它采用F型钢导轨，其轨排加工、安装精度和轨道线型直接影响列车运行平稳性。以国内首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮线路-长沙磁浮快线为例，所用F型钢导轨材质为Q235D，布氏硬度为156，这是基于其良好的磁学性能(饱和磁密约为1.4T)，但为此所牺牲的是F型钢导轨的硬度，以及由此所造成的耐磨性差。传统的轨道交通用钢轨一般是不进行防腐涂装处理的，但对于中低速磁悬浮钢轨，由于设计服役寿命长，工况环境复杂，工程设计要求进行防腐涂装，常采用防腐油漆涂料以适应中低速磁悬浮钢轨的工作条件。正是基于当前F型钢导轨的基体耐磨性差，以及表面的防腐油漆涂料的涂装处理，引起闸片的刹车困难，降低了磁浮列车的制动性能。故而提出一种磁浮列车用F型钢导轨耐磨防腐覆层的制备方法来解决以上所提出的问题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是，磁悬浮导轨的涂装处理后所导致的列车刹车困难，同时导轨上的涂装容易被破坏失去防腐效果；另外，还有很重要的一个问题是，由于受到工程造价和工期等多种因素的限制，必须要通过相对经济易行的方式去解决上述问题。针对上述技术问题，本技术的技术方案是，提供一种磁悬浮用导轨，导轨包括导轨主体，导轨主体包括刹车面和滑撬面，在导轨主体刹车面和/或滑撬面的表面设有覆层。中低速磁悬浮列车的制动方式常常选择机械制动，以F型导轨为例，列车制动时，刹车闸片在F型导轨的刹车面上摩擦制动；由于制动后，列车下部的滑撬与导轨接触并在导轨上滑行，所以刹车面、滑撬面表面需要具有耐磨作用的覆层来避免轨道主体的磨损和破坏。优选地，所述覆层为金属覆层。优选地，所述金属覆层为铁基合金或镍基合金覆层，简称Fe(Ni)基覆层。本技术所述Fe(Ni)基覆层是指具有耐磨防腐性能的合金带材。可按照现有常规的使用方法使用，如焊接在导轨主体上。优选地，所述金属覆层为不锈钢带或不锈钢条。优选地，所述金属覆层通过阻焊或堆焊焊接在导轨主体上。优选地，所述金属覆层可以为商品化的金属合金薄带材，如不锈钢。优选地，所述金属覆层通过阻焊或堆焊固定在导轨主体上，且刹车面和滑撬面覆层材料成分可不同。优选地，所述金属覆层的成分可自主研发设计，通过成分调节可调控硬度为HRC35-55，耐腐蚀性优于304不锈钢，且刹车面的覆层可与通用的刹车片相适配，或作相应的调整，以降低运行成本。通过对比分析，通过电阻焊将不锈钢带或不锈钢条焊接在导轨主体上，是目前经济有效的方法。优选地，所述导轨主体的表面设有防腐涂层或防腐合金层，如油漆、锌基或铝基合金层。优选地，所述导轨主体为F型导轨。本专利技术所述的F型钢导轨是指磁悬浮轨道用的导轨，由F型钢材制成，是磁悬浮轨道交通
常用的型材部件。如目前长沙磁悬浮使用的就是F型钢导轨。优选地，所述滑撬面的表面覆层厚度为0.2-4mm，优选0.3-3mm；所述刹车面的表面覆层厚度为0.2-6mm，优选0.3-3mm。由于列车行驶时，滑撬面与导轨的距离为8毫米，所以直接在导轨主体上设置覆层不能过厚，以免影响机车的正常行驶。优选地，所述覆层的宽度为1-10cm，进一步优选为4-10cm，更进一步优选为4-6cm。本技术进一步提供一种磁悬浮钢导轨的制备方法，以对F型钢导轨和Fe(Ni)基覆层为例，包括如下步骤：(1)对F型钢导轨和Fe(Ni)基覆层材料的焊接表面用丙酮清洗残留的油污，并进行喷砂粗化处理，磨料选用SiC，清除其表面的附着物以及锈蚀和氧化层。(2)清理完成后，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊焊接Fe(Ni)基覆层。由于覆层的主要目的是耐磨，同时兼有防腐的作用，所以也可以称为耐磨防腐覆层。Fe(Ni)基覆层也可以称为Fe(Ni)基耐磨防腐覆层。耐磨防腐覆层选择Fe(Ni)基合金带材，用于试验的刹车面覆层的带材尺寸为1000mm×40mm×3mm，滑撬面覆层的带材尺寸为1000mm×60mm×3mm。(3)焊接完Fe(Ni)基覆层材料后，对整个导轨主体进行防腐层的制备；可以喷涂有机的油漆涂料；也可以喷涂合金(如锌基合金或铝基合金)，当然在喷涂完合金后需要进行封孔处理，如用氟碳树脂封孔。根据本技术优选地，所述的步骤(1)中对F型钢导轨和Fe(Ni)基覆层材料焊接面的表面采用喷砂清洁预处理，喷砂选用12目石英砂，喷砂空气压力0.7MPa，喷砂距离150mm，使得清理后的F型钢导轨表面和Fe(Ni)基覆层材料的焊接面干燥、无灰尘、无油脂、无污垢和无锈斑附着物。喷砂处理后的基体表面要求粗糙、均匀，清洁等级达到Sa3.0，表面粗糙度Rz为70-100μm。根据本技术优选地，所述的步骤(2)中对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊焊接Fe(Ni)基耐磨防腐覆层采用非等厚材料阻焊工艺的方法。进一步优选地，步骤(2)中，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊Fe(Ni)基耐磨防腐覆层的焊接选用适于非等厚材料阻焊的球形电极，以获得大厚度比的非等厚材料的阻焊工艺参数。进一步优选地，步骤(2)中，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊Fe基覆层，Fe基覆层的成分(wt％)为：C：≤0.085，Si：≤1.05，Mn：≤2.1，Cr：16.8-21.5，Ni：6.7-11.8，S：≤0.035，P：≤0.038，Fe为余量。进一步优选地，步骤(2)中，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊Ni基覆层，Ni基覆层材料的成分(wt％)为：Si：≤0.70，Cr：13.0-18.0，Mo：4.2-6.5，Al：2.3-3.8，Fe：7.8-12.5，Ti：1.2-2.8，Ni为余量。进一步优选地，步骤(2)中，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊焊接Fe(Ni)基耐磨防腐覆层的焊点分布疏密可调，可根据F型钢导轨的工况要求来进行设计，如为防止覆层边缘实际使用时可能出现的掀边现象，阻焊时可将覆层边缘的焊点设计相应密一些，以增强覆层与F型钢导轨的结合性能。进一步优选地，步骤(2)中，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊焊接Fe(Ni)基耐磨防腐覆层，覆层与F型钢导轨的抗拉剪力可根据设计要求来进行调节，对覆层表面单位平方厘米的焊点数目进行设计，通过对焊点数目的调节来调控抗拉剪力大小。进一步优选地，步骤(2)中，对F型钢导轨的刹车面和滑撬面阻焊焊接Fe(Ni)基耐磨防腐覆层，可借助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁悬浮用导轨，导轨包括导轨主体，导轨主体包括刹车面和滑撬面，其特征在于，在导轨主体刹车面和/或滑撬面的表面设有覆层。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮用导轨，导轨包括导轨主体，导轨主体包括刹车面和滑撬面，其特征在于，在导轨主体刹车面和/或滑撬面的表面设有覆层。2.如权利要求1所述的导轨，其特征在于，所述覆层为金属覆层。3.如权利要求2所述的导轨，其特征在于，所述金属覆层为铁基合金或镍基合金覆层。4.如权利要求2所述的导轨，其特征在于，所述金属覆层为不锈钢带或不锈钢条。5.如权利要求2-4任一项所述的导轨，其特征在于，所述金属覆层通过阻焊或堆焊焊接在导轨主体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵小兵，夏光明，严淑群，秦松，卢静，
申请(专利权)人：湖南省冶金材料研究院，
类型：新型
国别省市：湖南,43