转辙机锁钩及其热处理工艺的制作方法

本公开涉及转辙机零部件制造技术领域，尤其涉及一种转辙机锁钩及其热处理工艺。

背景技术：

国内铁路道岔上广泛使用转辙机，作为转辙机锁闭装置的重要零部件的锁钩，一般工作于野外等恶劣环境，风吹雨淋，容易腐蚀且存在磨损，使用寿命减少，存在潜在危及行车安全的问题。因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种转辙机锁钩及其热处理工艺，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开实施例提供一种转辙机锁钩，包括锁钩本体，该锁钩本体表面经渗氮热处理工艺形成防腐耐磨层。

本公开的实施例中，所述锁钩本体由基材经锻造、正火、调质形成，且硬度为190～200hb。

本公开的实施例中，所述锁钩本体的基材材质为45钢。

本公开的实施例中，所述防腐耐磨层由表及里依次包括化合物层和扩散层。

本公开的实施例中，所述防腐耐磨层至少包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织中的一个或多个。

本公开的实施例中，所述渗氮热处理工艺为液体离子渗氮处理工艺。

本公开实施例还提供一种转辙机锁钩表面热处理工艺，包括：

提供一基材，对该基材依次进行锻造、正火和调质处理形成锁钩本体；

对该锁钩本体表面进行液体离子渗氮处理形成防腐耐磨层。

本公开的实施例中，所述锁钩本体硬度为190～200hb。

本公开的实施例中，所述防腐耐磨层由表及里依次包括化合物层和扩散层。

本公开的实施例中，所述防腐耐磨层至少包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织中的一个或多个。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，在锁钩本体表面进行渗氮热处理工艺形成防腐耐磨层，从而提高锁钩的防腐耐磨性能，延长其使用寿命，进而避免危及行车安全的因素，提高列车行车安全性。

附图说明

图1示出本公开示例性实施例中锁钩示意图；

图2示出本公开实施例中转辙机锁钩表面热处理工艺流程示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中首先提供了一种转辙机锁钩，该锁钩可以包括锁钩本体，其示意结构如图1中所示，锁钩的结构具体可参考现有技术，例如授权公告号为cn201501410u的专利文献。本实施例中，该锁钩本体表面经渗氮热处理工艺形成防腐耐磨层。目前的锁钩生产中并不涉及这一渗氮处理，这样可以提高锁钩的防腐耐磨性能，延长其使用寿命，进而避免乃至于基本消除危及行车安全的因素。

具体的，在本公开的实施例中，所述锁钩本体的基材材质可以为45钢，当然并不限于此。所述锁钩本体由基材如45钢经锻造、正火、调质形成，且硬度为190～200hb。较佳的，该硬度可以为195～200hb，以提高后续渗氮处理的效果。

在本公开的一实施例中，经锻造、正火、调质处理后，再经过渗氮热处理形成于该锁钩本体表面的所述防腐耐磨层由表及里可以依次包括化合物层和扩散层。进一步的，在本公开的一实施例中，所述防腐耐磨层至少可以包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织中的一个或多个。例如，所述化合物层可以包含fe2n、fe3n、fe4n、fe3c、fe3o4化合物组织等。这使得锁钩本体具有良好的耐磨和防腐性能，不仅本身耐磨，而且也具有良好的减磨作用，进一步延长锁钩的使用寿命。

具体的，本公开的实施例中，所述渗氮热处理工艺为液体离子渗氮处理工艺，可以包括以下步骤：

对锁钩本体表面进行除油清洗、漂洗、烘干处理；

预热处理：将锁钩本体在温度为200～450℃的空气电阻炉中预热30～100min；

液体离子渗氮处理：将锁钩本体浸泡在cno^-1离子质量分数为28％～40％的熔融盐中进行分阶段加热处理，以形成防腐耐磨氮化层；

钝化氧化处理：将锁钩本体在温度为200～400℃的盐浴炉中处理10～40min；

低温时效处理：将锁钩本体在温度为150～200℃的空气电阻炉中处理3～5小时。

具体的，对锁钩本体表面进行除油清洗、漂洗、烘干处理步骤中，首先要先对所述锁钩本体进行检查，检查有无碰伤、氧化皮的情况，然而再对其表面分别进行常规的除油清洗、漂洗、烘干处理，以便除去阻碍后续液体离子渗氮工艺的表面污垢。

预热处理步骤中，直接将锁钩本体放入温度为200～450℃的空气电阻炉中预热30～100min，优选地该温度范围可以是210～400℃，时间可以是40～90min，更优选地该温度范围可以为240～370℃，时间可以是45～80min，该步骤的目的在于提高所述锁钩本体表面的活性。

在液体离子渗氮步骤中，将锁钩本体浸泡在cno^-1离子质量分数为28％～40％的熔融盐中进行分阶段加热处理。第一加热阶段温度为400～550℃时间为30～120min，优选地该温度范围可以是410～520℃，时间可以是30～110min，该过程可进一步提高所述锁钩本体表面活性。第二加热阶段温度为500～700℃时间为30～120min，优选地该温度范围可以是530～610℃，时间可以是30～110min，经过该第二加热阶段后，所述锁钩本体表面即可形成防腐耐磨层，所述防腐耐磨层可以包括化合物层和扩散层，例如含n奥氏体扩散层。所述化合物层的厚度为10～50μm，所述含n奥氏体扩散层的厚度为0.2～0.4mm，其中，所述化合物层包括fe2n、fe3n、fe4n、fe3c中的至少一种或多种。

在一个实施例中，所述熔融盐为混合成品盐，本发明对该熔融盐的具体成分不做限制只需保证cno^-1离子质量分数为28％～40％即可，当cno^-1离子质量分数为28％～40％时，锁钩本体表面具有高的n势，可加快渗氮速度并加深渗氮厚度。在一个具体的实施例中，所述液体离子渗氮步骤均在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行，该加热炉的特点是加热速度快、熔融盐温度均匀，其中所述中频感应加热液体离子渗氮炉的炉胆采用不锈钢/纯钛复合钢板，以保证熔融盐的纯洁性。

钝化氧化处理步骤，将锁钩本体在温度为200～400℃的盐浴炉中处理10～40min，优选地该温度范围可以是230～350℃，时间可以是15～28min，该过程一方面可以封闭锁钩本体表面空隙，并在锁钩本体表面形成特别耐磨的、具有较好耐腐蚀性的fe3o4化合物层，另一方面该过程彻底中和分解了cno^-1离子，从而实现环保生产。

低温时效处理步骤，将锁钩本体在温度为150～200℃的空气电阻炉中处理3～5小时，优选地该温度范围可以是150～180℃，时间可以是3～4.5小时，此步骤使得防腐耐磨氮化层更加均匀，进一步提高了所述锁钩本体的表面硬度、防腐性能和耐磨性能。

本公开的上述实施例中，在锁钩本体表面进行渗氮热处理工艺形成防腐耐磨层，从而提高锁钩的防腐耐磨性能，延长其使用寿命，进而避免危及行车安全的因素，提高列车行车安全性。

如图2所示，本公开实施例还提供一种转辙机锁钩表面热处理工艺，该工艺可以包括以下步骤：

步骤s101：提供一基材，对该基材依次进行锻造、正火和调质处理形成锁钩本体。

具体的，所述基材可以是45钢，45钢经锻造、正火、调质处理形成锁钩本体，其中锻造成型的该锁钩本体的结构参考图1～2中所示。另外，该锁钩本体的硬度可以为190～200hb。较佳的，该硬度可以为220～240hb，以提高后续渗氮处理的效果。

步骤s102：对该锁钩本体表面进行液体离子渗氮处理形成防腐耐磨层。

具体的，作为一个示例，该液体离子渗氮处理可以包括以下步骤：

对锁钩本体表面进行除油清洗、漂洗、烘干处理；

预热处理：将锁钩本体在温度为200～450℃的空气电阻炉中预热30～100min；

液体离子渗氮处理：将锁钩本体浸泡在cno^-1离子质量分数为28％～40％的熔融盐中进行分阶段加热处理，以形成防腐耐磨氮化层；

钝化氧化处理：将锁钩本体在温度为200～400℃的盐浴炉中处理10～40min；

低温时效处理：将锁钩本体在温度为150～200℃的空气电阻炉中处理3～5小时。

具体的，对锁钩本体表面进行除油清洗、漂洗、烘干处理步骤中，首先要先对所述锁钩本体进行检查，检查有无碰伤、氧化皮的情况，然而再对其表面分别进行常规的除油清洗、漂洗、烘干处理，以便除去阻碍后续液体离子渗氮工艺的表面污垢。

预热处理步骤中，直接将锁钩本体放入温度为200～450℃的空气电阻炉中预热30～100min，优选地该温度范围可以是210～400℃，时间可以是40～90min，更优选地该温度范围可以为240～370℃，时间可以是45～80min，该步骤的目的在于提高所述锁钩本体表面的活性。

在液体离子渗氮步骤中，将锁钩本体浸泡在cno^-1离子质量分数为28％～40％的熔融盐中进行分阶段加热处理。第一加热阶段温度为400～550℃时间为30～120min，优选地该温度范围可以是410～520℃，时间可以是30～110min，该过程可进一步提高所述锁钩本体表面活性。第二加热阶段温度为500～700℃时间为30～120min，优选地该温度范围可以是530～610℃，时间可以是30～110min，经过该第二加热阶段后，所述锁钩本体表面即可形成防腐耐磨层，所述防腐耐磨层可以包括化合物层和扩散层，例如含n奥氏体扩散层。所述化合物层的厚度为10～50μm，所述含n奥氏体扩散层的厚度为0.2～0.4mm，其中，所述化合物层包括fe2n、fe3n、fe4n、fe3c中的至少一种或多种。

在一个实施例中，所述熔融盐为混合成品盐，本发明对该熔融盐的具体成分不做限制只需保证cno^-1离子质量分数为28％～40％即可，当cno^-1离子质量分数为28％～40％时，锁钩本体表面具有高的n势，可加快渗氮速度并加深渗氮厚度。在一个具体的实施例中，所述液体离子渗氮步骤均在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行，该加热炉的特点是加热速度快、熔融盐温度均匀，其中所述中频感应加热液体离子渗氮炉的炉胆采用不锈钢/纯钛复合钢板，以保证熔融盐的纯洁性。

钝化氧化处理步骤，将锁钩本体在温度为200～400℃的盐浴炉中处理10～40min，优选地该温度范围可以是230～350℃，时间可以是15～28min，该过程一方面可以封闭锁钩本体表面空隙，并在锁钩本体表面形成特别耐磨的、具有较好耐腐蚀性的fe3o4化合物层，另一方面该过程彻底中和分解了cno^-1离子，从而实现环保生产。

低温时效处理步骤，将锁钩本体在温度为150～200℃的空气电阻炉中处理3～5小时，优选地该温度范围可以是150～180℃，时间可以是3～4.5小时，此步骤使得防腐耐磨氮化层更加均匀，进一步提高了所述锁钩本体的表面硬度、防腐性能和耐磨性能。

在本公开的实施例中，该锁钩本体表面形成的所述防腐耐磨层由表及里可以依次可以包括化合物层和扩散层。进一步的，在本公开的一实施例中，所述防腐耐磨层至少可以包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织中的一个或多个。例如，所述化合物层可以包含fe2n、fe3n、fe4n、fe3c、fe3o4化合物组织等。这使得锁钩本体具有良好的耐磨和防腐性能，不仅本身耐磨，而且也具有良好的减磨作用，进一步延长锁钩的使用寿命。

本公开的上述实施例中，在锁钩本体表面进行渗氮热处理工艺形成防腐耐磨层，从而提高锁钩的防腐耐磨性能，延长其使用寿命，进而避免危及行车安全的因素，提高列车行车安全性。

在本公开的描述中，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。