【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轨道表面防护，特别涉及一种用于钢轨表面的涂层颗粒、制备方法及喷涂方法。
技术介绍
1、轨道电路分路不良就是俗称的“压不死”“丢车”或“白光带”，即当列车进入某一轨道区段时，对应区段的轨道继电器却仍处在吸起状态或时吸时落状态，此时相应的信号灯和控制台上会错误地显示绿灯和白灯，表明该轨道电路已失去了对轨道区段占用状态检査的功能。当发生这种情况时，列车司机和车站调度人员就会误认为该区段内无车占用，进行行车和办理进路操作，从而造成列车冲撞、挤拈、脱轨等严重的行车事故。
2、目前，国内在轨面直接采取措施解决轨道电路分路不良的主要技术有熔覆堆焊、超音速电弧喷涂、液体涂镀及等离子涂镀等。融覆堆焊主要工作原理是将粉末熔化后，喷在熔化的钢轨区域中，钢轨表面形成焊缝。在现场作业时，由于环境和作业条件受限，工艺执行起来比较困难，尤其是焊后钢轨容易产生马氏体等有害组织，导致钢轨内部易产生裂纹，存在断轨的隐患；电弧喷涂是利用两根连续送进的金属作为自耗电极，在其端部产生电弧作为热源，利用压缩空气将熔化了的丝材雾化，并以高的速度喷向工件表面形成涂层的一种热喷涂方法。喷涂的喷砂工艺一是会产生大量的粉尘，二是沙子难以彻底清理，涂层易氧化，结合强度差，使用寿命过第低；液体涂镀涂层寿命虽有较大的提高，但工艺和质量不太稳定，涂镀施工效率过低，对于已经开通的线路施工非常困难，涂层较薄，涂层耐碾压寿命较低，易锈蚀，还不能完全满足现场的实际使用需求。等离子涂镀技术是利用等离子射流为热源，将金属粉末或者丝材熔化后喷涂至钢轨表面，涂层结合强度高。但是由
3、以上几种工艺存在不同的技术弊端。如果改变涂层材料，在钢轨表面涂镀一层抗磨导电层，同时还提高材料硬度和结合强度，这样既能能节约用户成本，同时减少了相关部门维护检查和上道配合时间，从而提高整体效益，减少车辆运行安全事故。
4、等离子涂镀可以消除断轨的隐患，施工过程中钢轨表面的温度变化不大，同时，通过优化材料后涂层结合强度提高，等离子涂镀合金涂层抗碾压的寿命能达到80000轮对，防锈周期三年左右，与之相比，传统超音速电弧喷涂抗碾压大约8000轮对，防锈周期一年左右，而液体涂镀涂层的抗碾压寿命大约30000轮对，防锈周期一年左右。
5、根据铁路部门对分路不良整治的要求，要求等离子涂镀层的硬度高，耐磨性能好，抗碾压性能好，还具有出色的防锈蚀性能，涂层还必须具有一定的导电性，施工后能达到铁路《信号设备维护规则》技术标准i要求。同时，在服役过程中，为了杜绝安全事故发生，磨损后的涂层以小颗粒状脱落，能避免钢轨之间红光带事故的发生，确保列车安全运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的整治轨道电路分路不良涂镀工艺存在的弊端，提供一种用于钢轨表面的涂层颗粒、制备方法及喷涂方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种用于钢轨表面的涂层颗粒，由nicr合金颗粒和tib2陶瓷颗粒组成；其中，nicr合金颗粒的质量占比为41％-60％，tib2陶瓷颗粒的质量占比范围为40％-59％，nicr合金颗粒中包括ni粉末的质量占比为18.5％-27.5％，crh2的质量分数为22.5％-32.5％。
4、本专利技术的技术方案中，提供一种用于钢轨表面的涂层颗粒，其中，该涂层颗粒中，选用nicr合金和tib2陶瓷复合粉末作为原料，nicr具有良好的形状稳定性、导电性和导热性，耐磨性优异，耐腐蚀等特点，tib2陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性和高模量特性，可以弥补nicr合金硬度低耐磨性能差的不足。tib2是一种具有导电的陶瓷，将它和nicr复合，可以兼顾nicr良好的塑性、耐腐蚀性能以及tib2陶瓷高硬度、高耐磨性的优点，同时具有导电能力。将其作为钢轨表面涂层，具有良好的技术效果。
5、作为本专利技术的优选技术方案，所述涂层颗粒的大小范围为145.9±68.3μm。
6、作为本专利技术的优选技术方案，所述涂层颗粒的结合强度为73.4±11.6mpa。
7、作为本专利技术的优选技术方案，所述涂层颗粒的显微硬度hv200gf范围为：580-868。
8、上述用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，包括如下步骤：
9、步骤1：根据权利要求1的配方准备原料备用；
10、步骤2：将上述原料粉末混合均匀后，添加去离子水、分散剂以及粘接剂形成中间原料，对所述中间原料进行涂层颗粒的制备。
11、作为本专利技术的优选方案，步骤1中，所述原料包括质量分数为18.5％-27.5％的ni粉末、质量分数为22.5％-32.5％的crh2粉末，以及质量分数为40％-59％的tib2陶瓷粉末。
12、本专利技术中涂层颗粒的制备过程中，发生的为物理变化，通过与去离子水、分散剂以及粘接剂的混合，形成分布均匀的涂层材料。
13、作为本专利技术的优选方案，所述原料粉末中，tib2陶瓷粉末的粒径为2-8μm，ni粉末的粒径为3-6μm，crh2粉末的粒径为2-5μm。
14、作为本专利技术的优选方案，所述步骤2中，原料粉末采用球磨机进行球磨混合，球磨速度240n/min-280n/min，球磨时间3.5h-4h。
15、作为本专利技术的优选方案，所述步骤2中，所述涂层颗粒采用喷雾干燥机制备而成，所述喷雾干燥机的入口温度范围为210℃-230℃，所述喷雾干燥机的出口温度为130℃-150℃。
16、作为本专利技术的优选方案，所述步骤2中，所述喷雾干燥机蠕动泵转速为6-6.5r/min，气体压力0.45-0.5mpa，流量为25l-30l/min，对所述混合粉末在氩气下进行热处理。
17、作为本专利技术的优选方案，所述分散剂为聚丙烯酸铵、所述粘接剂为聚乙烯醇(pva)。
18、一种钢轨表面涂层的喷涂方法，采用上述制备方法制备而成的涂层颗粒作为喷涂材料，具体步骤为：将装有涂层颗粒的等离子喷涂装置放置于钢轨上方，设置好喷涂参数；沿钢轨的长度方向移动所述等离子喷涂装置进行涂层喷涂；其中，喷涂参数包括电流、电压、送粉速度、喷距、阴阳极类型。
19、作为较优选的实施方式，上述参数的优选范围是：喷距90-110mm,氩氢混合气比例为10％：90％-25％：75％，流量30-45l/min，电流200-280a，电压60-80v,送粉速度35-50g/min,涂层厚度220μm-300μm。
20、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
21、1、本专利技术的技术方案中，提供一种用于钢轨表面的涂层颗粒，其中，该涂层颗粒中，选用nicr合金和tib2陶瓷复合粉末作为原料，nicr具有良好的形状稳定性、导电性和导热性，耐磨性优异，耐腐蚀等特点，tib2陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性和高模量特性，可以弥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，由NiCr合金颗粒和TiB2陶瓷颗粒组成；其中，NiCr合金颗粒的质量占比为41％-60％，TiB2陶瓷颗粒的质量占比范围为40％-59％，NiCr合金颗粒中包括Ni粉末的质量占比为18.5％-27.5％，CrH2的质量分数为22.5％-32.5％。
2.根据权利要求1所述的用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，所述涂层颗粒的大小范围为145.9±68.3μm。
3.根据权利要求1所述的用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，所述涂层颗粒的结合强度为73.4±11.6mpa。
4.根据权利要求1所述的用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，所述涂层颗粒的显微硬度HV200gf范围为：580-868。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述原料包括质量分数为18.5％-27.5％的Ni粉末、质量分数为22.5％-32.5％的CrH2粉末，以及质量分数为40％-
7.根据权利要求6所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，所述原料粉末中，TiB2陶瓷粉末的粒径为2-8μm，Ni粉末的粒径为3-6μm，CrH2粉末的粒径为2-5μm。
8.根据权利要求5所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，原料粉末采用球磨机进行球磨混合，球磨速度240n/min-280n/min，球磨时间3.5h-4h；所述涂层颗粒采用喷雾干燥机制备而成，所述喷雾干燥机的入口温度范围为210℃-230℃，所述喷雾干燥机的出口温度为130℃-150℃；所述喷雾干燥机蠕动泵转速为6-6.5r/min，气体压力0.45-0.5mpa，流量为25-30L/min，对所述混合粉末在氩气下进行热处理。
9.一种钢轨表面涂层的喷涂方法，其特征在于，采用根据权利要求5的制备方法制备而成的涂层颗粒作为喷涂材料，具体喷涂步骤为：将装有涂层颗粒的等离子喷涂装置放置于钢轨上方，设置好喷涂参数；沿钢轨的长度方向移动所述等离子喷涂装置进行涂层的喷涂；其中，喷涂参数包括电流、电压、送粉速度、喷距、阴阳极类型。
10.根据权利要求9所述的钢轨表面涂层的喷涂方法，其特征在于，涂层制备工艺参数：喷距90-110mm，氩氢混合气比例为10％：90％-25％：75％，流量30-45L/min，电流200-280A，电压60-80V，送粉速度35-50g/min，涂层厚度220μm-300μm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，由nicr合金颗粒和tib2陶瓷颗粒组成；其中，nicr合金颗粒的质量占比为41％-60％，tib2陶瓷颗粒的质量占比范围为40％-59％，nicr合金颗粒中包括ni粉末的质量占比为18.5％-27.5％，crh2的质量分数为22.5％-32.5％。
2.根据权利要求1所述的用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，所述涂层颗粒的大小范围为145.9±68.3μm。
3.根据权利要求1所述的用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，所述涂层颗粒的结合强度为73.4±11.6mpa。
4.根据权利要求1所述的用于钢轨表面的涂层颗粒，其特征在于，所述涂层颗粒的显微硬度hv200gf范围为：580-868。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述原料包括质量分数为18.5％-27.5％的ni粉末、质量分数为22.5％-32.5％的crh2粉末，以及质量分数为40％-59％的tib2陶瓷粉末。
7.根据权利要求6所述的用于钢轨表面的涂层颗粒的制备方法，其特征在于，所述原料粉末中，tib2陶瓷粉末的粒径为...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭彦宏，宋岩，张廷伟，唐乾坤，陈昳，夏进波，罗红，伍文杰，
申请(专利权)人：四川瑞云信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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