鐵墊板（鐵墊板基座、軌下墊板）

一、鐵墊板概述

鋼軌和軌枕之間軌下鐵墊板是軌道結(jié)構(gòu)中的重要部件之一，在輪軌動(dòng)力系統(tǒng)中起著重要的減振作用。隨著重載鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,軸重日益增加,在鋼軌逐漸 重型化的同時(shí),對(duì)墊板的性能提出了更高要求，求墊板的減振性能好、耐沖擊、使用壽命長(zhǎng)。鐵路軌下鐵墊板的生產(chǎn)工藝目前有三種：鍛造、鑄造、軋制，根據(jù)不同的客戶需要加工定制。

二、鐵墊板的技術(shù)演變

隨著列車的提速，對(duì)軌道線路穩(wěn)定性要求也逐漸提高，鐵路軌道墊板也經(jīng)歷了四次改進(jìn)。最初使用鋼板組焊墊板，由于組焊墊板存在焊縫而整體性不高，并且焊縫的存在使得墊板的力學(xué)性能減弱。型鋼墊板則由于具有良好的整體性而且較高的力學(xué)性能，最終取代了組焊墊板。但由于墊板較長(zhǎng)，型鋼墊板的變形較大、腐蝕嚴(yán)重，而且型鋼件也存在生產(chǎn)上滿足不了目前軌道墊板結(jié)構(gòu)形式需要的缺點(diǎn)。人們逐漸又將目前投向了變形性小、成本低的可鍛鑄鐵墊板。由于可鍛鑄鐵的生產(chǎn)是將白口鑄鐵進(jìn)行可鍛化退火得到的，相比于鑄態(tài)下直接獲得鑄件的生產(chǎn)工藝，這種生產(chǎn)方式延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期、增大了生產(chǎn)成本。球墨鑄鐵自問世以來憑其優(yōu)良的力學(xué)性能及良好的鑄造性能而備受關(guān)注，而鑄態(tài)下可以使用的鐵球墨鑄鐵墊板更是取代可鍛鑄鐵墊板的最佳選擇。鐵素體球墨鑄鐵由于具有較強(qiáng)的抗震動(dòng)和抗沖擊能力而被應(yīng)用于制造軌道配件，如地鐵線路配件鐵墊板、快速軌道墊板、型預(yù)埋鐵座、客運(yùn)專線軌道鐵墊板等。我廠為適應(yīng)目前鐵路生產(chǎn)的需要，進(jìn)行了球墨鑄鐵的生產(chǎn)開發(fā)。根據(jù)文獻(xiàn)介紹以及對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行研究，我們最終采用二次孕育并控制終硅量的方法，生產(chǎn)了可在鑄態(tài)下使用的鐵素體球墨鑄鐵。

三、鐵墊板生產(chǎn)技術(shù)及問題點(diǎn)排除案例

某廠采用消失模法為鐵路部門生產(chǎn)軌下鐵墊板鑄件，鐵路鑄鐵墊板在鑄態(tài)及經(jīng)過退火處理后,受沖擊時(shí)均易發(fā)生斷裂,造成大量產(chǎn)品不合格,廢品率很高。我們針對(duì)這一缺陷形成原因進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生缺陷的主要原因是熱處理設(shè)備出現(xiàn)故障,熱處理溫度低。針對(duì)這一原因,提出了相應(yīng)的解決措施,重新對(duì)有缺陷鑄件進(jìn)行熱處理,徹底消除了該缺陷。

1、鐵墊板生產(chǎn)條件

　 鐵路鑄鐵墊板采用消失模法生產(chǎn),60kg 中頻電爐熔煉,澆注過程中真空度保持在0.03MPa , 澆注溫度為1580℃。其化學(xué)成分w為:0.46%C,0.23%Si,0.59%Mn,0.015%S,0.024%P。鑄件打箱后,經(jīng)過噴丸清理,然后進(jìn)行退火處理。熱處理工藝為:加熱溫度850℃;保溫時(shí)間2h,隨爐冷卻至室溫(共計(jì)12h) 。

2、組織分析鐵墊板斷裂問題

采用本體取樣,直接用線切割機(jī)分別將鑄態(tài)及熱處理后鑄件剖開, 從中部切取并制備成10mm×15mm金相試樣若干。用金相顯微鏡觀察金相組織。為鑄態(tài)顯微組織�？梢钥闯�,鐵墊板鑄件鑄態(tài)組織為鐵素體+ 珠光體+ 魏氏體。其中魏氏體組織呈連續(xù)網(wǎng)狀,并有少量針狀魏氏體伸入晶粒內(nèi)部。研究結(jié)果表明 ,鑄造碳鋼中含碳量超過0.3% ,晶粒粗大時(shí),就會(huì)產(chǎn)生魏氏組織。影響魏氏組織形成的主要因素主要包括:奧氏體晶粒尺寸、冷卻速度及化學(xué)成分。這種魏氏組織脆性大 ,因此,要提高墊板鑄件的耐沖擊性能,必須采取正火或退火熱處理工藝消除。該廠原來采用退火熱處理, 為經(jīng)過退火處理后的墊板鑄件的顯微組織,存在大量的板條狀魏氏體。由此可以判斷出,退火處理并未消除大量的板條狀魏氏體。因而大量的板條狀魏氏體存在導(dǎo)致了墊板鑄件經(jīng)過退火處理后受沖擊時(shí)均發(fā)生斷裂。經(jīng)過認(rèn)真檢查退火設(shè)備,發(fā)現(xiàn)退火爐門密封性能差,退火爐溫控儀表已損壞,溫度控制全憑經(jīng)驗(yàn)判斷,造成爐溫達(dá)不到工藝要求;不嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范,鑄件保溫溫度達(dá)不到工藝要求。

3、鐵墊板生產(chǎn)工藝改進(jìn)

根據(jù)上述分析結(jié)果,提出改進(jìn)措施:重新維修退火設(shè)備,提高退火爐門密封性能,確保爐內(nèi)溫度滿足工藝要求。經(jīng)過整改,仍執(zhí)行原來的退火工藝,對(duì)不合格鑄件進(jìn)行重新熱處理,經(jīng)過金相檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)經(jīng)過退火處理后的鐵墊板鑄件已不存在大量的板條狀魏氏體。沖擊檢驗(yàn)結(jié)果表明,不再發(fā)生受沖擊時(shí)均易發(fā)生斷裂的質(zhì)量問題。由于該件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,為簡(jiǎn)化工藝,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率,降低成本,根據(jù)鑄件的形狀及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用正火工藝,規(guī)范如下:加熱溫度850℃;保溫時(shí)間1h ,出爐空冷至室溫。該廠采用該正火工藝后,鐵墊板鑄件在相同沖擊下不發(fā)生斷裂。生產(chǎn)周期縮短,生產(chǎn)效率提高,成本降低。