本發(fā)明屬于鐵路養(yǎng)路機械搗固車專用搗鎬制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路專用搗鎬及其延壽工藝。
背景技術(shù)：
搗鎬是使用在鐵路大型養(yǎng)路機械—搗固車上的一種易耗工具，其作用是搗實并緊固位于鐵路線路道床中的石碴，使石碴為軌枕提供穩(wěn)定而堅實的支撐。搗鎬工作時，先以很大的沖擊力自上而下插入道床石碴中，再進行橫向的高頻小幅震動，使石渣向能夠取得較穩(wěn)定位置的方向移動，形成更加密實的狀態(tài)，以增加道床密實度，提高軌道的穩(wěn)定程度。搗固作業(yè)時，由于道床是散粒結(jié)構(gòu)，搗鎬的受力情況很復(fù)雜，不僅受到?jīng)_擊力和摩擦力的作用，還受到交變應(yīng)力的作用。在搗鎬插入道床的過程中，鎬掌特別是鎬尖部位要承受很大的沖擊力；在振動夾持石碴過程中，鎬身要承受振動力和夾持彎矩的作用，與此同時，搗鎬鎬掌與石碴之間同樣存在強烈摩擦力作用。在這樣復(fù)雜的工況下，要想取得良好的工作效果并保持長久的使用壽命，就要求搗鎬具有較高的耐磨性和足夠的抗疲勞能力。
使用更加優(yōu)質(zhì)耐用的搗鎬，搗鎬使用壽命的延長可以減少更換搗鎬所需的時間，減少消耗，節(jié)約能源和工具費用。有關(guān)資料顯示，普通搗鎬的使用壽命在12—18km左右。奧地利普拉塞爾陶依爾鐵路機械工業(yè)股份有限公司(Plasser & Theurer)采用堆焊工藝使搗鎬使用壽命延長到30公里。美國Pandrol Jackson公司生產(chǎn)的CT—500K搗鎬，鎬身采用整體鑄造，鎬掌面上鍍覆了一層碳化物。能夠在堅硬的花崗石道碴上進行50多萬次的插入試驗。
目前，國內(nèi)對搗鎬的研究重點大多放在搗鎬的材質(zhì)選擇、熱處理工藝的改進以及對鎬掌進行堆焊等方面，已取得一些重要的成果。例如中國鐵道建筑總公司昆明機械廠選用低碳低合金鋼鑄造搗鎬鎬體，并進行“高溫均勻化退火+淬火+回火處理”鎬掌、堆焊特殊耐磨材料等工藝，初步研制出強度和韌性配合良好、鎬掌具有較高抗磨硬度的08—32搗固車搗鎬。其鎬體抗拉強度=1225MPa、硬度為HRC36，堆焊層硬度為HRC55—60。在超極限磨損的情況下，未經(jīng)焊修，直鎬作業(yè)40km，平均磨損量為0.85mm/km，彎鎬作業(yè)20km，平均磨損量為1.75mm/km。中國專利 CN 1019358356 A和CN 101935817 A分別公開了搗鎬耐磨金屬堆焊熔敷延壽技術(shù)及搗鎬耐磨金屬噴焊熔敷層延壽技術(shù)兩種，這兩種方法雖均能在一定程度上提高搗鎬的使用里程，但是耐磨層厚度受工藝限制，進而使得搗鎬壽命提高幅度有限
因此提高搗鎬使用壽命，提升使用里程，對于降低鐵路線路養(yǎng)護成本有著較強的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于搗鎬使用壽命較短問題，本發(fā)明通過特殊工藝將耐磨材料與釬焊包覆于搞掌表面，以此達到提高搗鎬使用里程之目的。
本發(fā)明之目的主要通過以下手段實現(xiàn)。
一種提高鐵路專用搗鎬使用壽命復(fù)合工藝，目的在于提高鐵路大型搗固車搗鎬的使用壽命，其特征在于，先采用電鍍工藝分別于鎬掌易磨損部位和耐磨材料表面電鍍Cu過渡層，再通過真空釬焊將表面電鍍有Cu過渡層的耐磨材料包覆于搗鎬鎬掌易磨損部位如鎬掌表面。
優(yōu)選的，所述耐磨材料為含質(zhì)量分數(shù)30-50%Ni的TiB2或TiC或TiB2和TiC的粉末冶金塊體材料，包覆在鎬掌易磨損部位的耐磨材料平均厚度1-10mm。
優(yōu)選的，鎬掌易磨損部位和耐磨材料表面電鍍Cu厚度為20~50μm。
優(yōu)選的，所述搗鎬鎬掌與耐磨材料間的連接工藝為真空釬焊。
優(yōu)選的，真空釬焊工藝為真空度為5× 10-3Pa，加熱速率15℃/min，釬焊溫度范圍1050~1140℃，保溫時間為15分鐘。
優(yōu)選的，耐磨材料質(zhì)量分數(shù)為30%Ni和70%TiC，鎬掌與耐磨材料分別采用電鍍，Cu過渡層電鍍厚度為30μm；在真空釬焊爐中進行釬焊，釬焊工藝為：真空度5× 10-3Pa，加熱速率15℃/min，釬焊溫度范圍1050℃，保溫時間為15分鐘，隨后進行熱處理和冷卻。
本發(fā)明還提供了由上述任一種工藝制備得到的鐵路專用搗鎬。
本發(fā)明提供了一種鐵路搗鼓車專用搗鎬及其制備方法。本發(fā)明在鎬掌與耐磨材料連接前，先采用電鍍工藝在其表面電鍍一定厚度的Cu作用過渡層，然后再采用真空釬焊技術(shù)使耐磨材料包覆于鎬掌表面，借此工藝達到提高搗鎬的耐磨性能，進而提高其使用壽命之目的。本發(fā)明與傳統(tǒng)外加釬料（粉或箔）釬焊工藝相比，釬料與基材之間具有更好的結(jié)合強度，缺陷較少，更能有效提高防止耐磨材料從鎬掌表面脫落，進而影響其使用壽命。采用本發(fā)明方法，耐磨材料與鎬體之間具有較高的結(jié)合強度，結(jié)合處沖擊功可達 3.77J，現(xiàn)場作業(yè)發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明所得搗鎬，其搗固里程可達150公里。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例1、2、3和4以及對比例真空釬焊后微觀組織圖；其中，圖1(a)為對比例，圖1(b)為實施例1，圖1(c)為實施例2，圖1(d)為實施例3，圖1(e)為實施例4。
具體實施方式
實施例1：
耐磨材料質(zhì)量分數(shù)為30%Ni、70%TiB2，鎬掌與耐磨材料分別采用電鍍領(lǐng)域熟知的工藝電鍍厚度為30μm Cu過渡層。然后采用本領(lǐng)域熟知的工藝將耐磨材料與鎬掌固定，在真空釬焊爐中進行釬焊，釬焊工藝為：真空度5× 10-3Pa，加熱速率15℃/min，釬焊溫度范圍1050℃，保溫時間為15分鐘。隨后按本領(lǐng)域熟知的工藝進行熱處理和冷卻。真空釬焊后微觀組織圖如圖1(b)所示。
實施例2：耐磨材料質(zhì)量分數(shù)為40%Ni、60%TiB2，鎬掌與耐磨材料分別采用電鍍領(lǐng)域熟知的工藝電鍍厚度為40μm Cu過渡層。然后采用本領(lǐng)域熟知的工藝將耐磨材料與鎬掌固定，在真空釬焊爐中進行釬焊，釬焊工藝為：真空度5× 10-3Pa，加熱速率15℃/min，釬焊溫度范圍1100℃，保溫時間為15分鐘。隨后按本領(lǐng)域熟知的工藝進行熱處理和冷卻。真空釬焊后微觀組織圖如圖1(c)所示。
實施例3：耐磨材料質(zhì)量分數(shù)為30%Ni、70%TiC，鎬掌與耐磨材料分別采用電鍍領(lǐng)域熟知的工藝電鍍厚度為30μm Cu過渡層。然后采用本領(lǐng)域熟知的工藝將耐磨材料與鎬掌固定，在真空釬焊爐中進行釬焊，釬焊工藝為：真空度5× 10-3Pa，加熱速率15℃/min，釬焊溫度范圍1050℃，保溫時間為15分鐘。隨后按本領(lǐng)域熟知的工藝進行熱處理和冷卻。真空釬焊后微觀組織圖如圖1(d)所示。
實施例4：耐磨材料質(zhì)量分數(shù)為40%Ni、60%TiC，鎬掌與耐磨材料分別采用電鍍領(lǐng)域熟知的工藝電鍍厚度為40μm Cu過渡層。然后采用本領(lǐng)域熟知的工藝將耐磨材料與鎬掌固定，在真空釬焊爐中進行釬焊，釬焊工藝為：真空度5× 10-3Pa，加熱速率15℃/min，釬焊溫度范圍1100℃，保溫時間為15分鐘。隨后按本領(lǐng)域熟知的工藝進行熱處理和冷卻。真空釬焊后微觀組織圖如圖1(e)所示。
對比例：
耐磨材料和鎬掌不進行電鍍，使用厚度為100μm厚度Cu箔作為釬料，其它工藝與實施例3相同。真空釬焊后微觀組織圖如圖1(a)所示。
通過對實施例1、2、3、4和對比例微觀組織觀察，得到結(jié)果如圖1所示。圖1說明，使用本發(fā)明方法可以使釬料與基材之間具有較好的結(jié)合界面，圖1（a）及圖1（d）中插圖分別為對比例和實施例3真空釬焊后局部界面放大圖，從圖1（a）插圖中可以發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)釬焊方法，在釬料與基材界面處存在較大缺陷，而圖1（d）中插圖則說明，使用本發(fā)明方法能有效解決傳統(tǒng)方法所產(chǎn)生的缺陷。表1揭示了采用實施例1、2、3、4和對比例方法所得試樣抗沖擊能力，以及相應(yīng)搗鎬最大使用里程對比。從表1中可以發(fā)現(xiàn)，鎬掌使用本發(fā)明方法所包覆的耐磨材料與鎬掌之間具有較好結(jié)合強度，耐磨材料與鎬掌連接處具備相對較高的抗沖擊能力，最高可達3.77J。從表1中還可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)本發(fā)明方法所強化后的搗鎬其使用里程也相對較高，最高可達150km。
表1 接頭性能及使用效果對比
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。