[0001] 本发明涉及一种捣固镐，特别是涉及一种用于铁路捣固车上的耐磨抗冲击捣固镐的生产方法。

[0002] 铁路捣固车主要用于捣实轨枕下面的石碴，提高道床石碴的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差、左右水平偏差和前后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求，保证列车的安全运行，捣固车在作业过程中，捣固镐频繁插入路基石碴中，并将石碴推挤在轨枕下面捣实，捣固镐与石碴多次摩擦后，致使捣固镐头面积磨小，降低了捣固质量，镐头的失效导致整个捣固镐报废，需要频繁更换捣固镐，从而影响施工工期和增加作业成本，造成极大的资源浪费，因此，提高捣固镐头的磨损性能，能有效地延长捣固镐的整体使用寿命，避免捣固镐的频繁更换，从而提高作业效率。

[0003] 捣固镐的材质主要分为两种：一种是以低合金钢铸造或锻造制成的，由于低合金钢耐磨性差，因此在捣固镐的镐头部分堆焊了一层耐磨层；还有一种是整体用高锰钢铸成，虽然比较耐磨，但是由于加工困难，仅是普通的焊接工艺是无法安全使用的，专利号CN101230439A抗拉合金和抗磨合金及用两种合金制备的捣固镐，公开了解决单一材质无法满足捣固镐力学性能要求的方法，采用两种材质：镐体用低合金钢铸成，镐掌用高锰钢铸成，镐体和镐掌焊接起来，这样捣固镐的寿命虽有所提高，但还远不能满足要求。

[0004] 目前，捣固镐的制造方式主要有包覆硬质合金和堆焊耐磨合金。

[0005] 包覆硬质合金捣固镐就是在捣固镐的镐头部位贴焊硬质合金焊片，用不同形状和不同厚度的硬质合金片钎焊在镐头表面，以提高镐头的耐磨性，捣固镐的使用寿命大幅提高，有关包覆硬质合金捣固镐的报道很多，其中公开报道的相关专利有：CN201598541U新型硬质合金捣固镐、CN204251979U塑型耐磨合金捣固镐头、CN204475074U包覆式硬质合金捣固镐、CN102994854A铁路捣固镐用细颗粒耐磨硬质合金及其制备方法，有的仅镐尖包覆硬质合金，如CN202559195U铁路捣固车专用耐磨捣固镐、CN204690517U一种铁路捣固车专用耐磨捣固镐、CN102418304A耐磨捣固镐及其制造方法，硬质合金焊片的造价较高，而且采用钎焊技术，对形状相对复杂的捣固镐镐头部件，很难做到各部位合金片均能实现与基体的焊合，加工难度较大而成品率低，造价太高，性价比还比较低。

[0006] 堆焊耐磨合金捣固镐就是在捣固镐的镐头表面堆焊一层耐磨合金，用高硬度的耐磨堆焊层来提高镐头的耐磨性，堆焊效率高，材料成本低，选用的耐磨材料范围宽、品种多，由于操作灵活方便，对镐头的各个部位能随心所欲的去堆焊，如严重磨损的部位，堆焊的耐磨层厚一些；磨损不严重的部位，堆焊的耐磨层薄、堆焊耐磨层选择的硬度高一些，因此能实现镐头均匀磨损的效果，所以也经常用于废旧捣固镐的修复，有关堆焊耐磨合金捣固镐的报道很多，其中公开报道的相关专利有：CN207062662U一种耐磨型铁路捣固镐、CN108655602A捣镐头堆焊工艺，但是，堆焊耐磨层选择的硬度过高时，耐磨层会产生裂纹，在使用过程中会脱落、掉块，影响正常使用，抗磨损的效果远不如钎焊硬质合金的方法，按目前堆焊捣固镐头的常规工艺方法来提高捣固镐的使用寿命很有限，虽然比以低合金钢铸造或锻造制成的捣固镐耐磨，但寿命还不够长，价格虽便宜，但性价比还比较低。

[0007] 铁路捣固车作业时，为了将石碴推挤在轨枕下面，捣镐须在振动冲击力和下插力的联合作用下，将镐头反复插入路基石碴中，因而造成镐头磨损严重而使整个捣固镐报废，要提高捣固镐的使用寿命，关键在于提高镐头的抗冲击磨损性能，镐头实际上各个部位磨损方式不同，镐头头部承受着严重的冲击磨损，而镐头的镐掌心和镐掌背及镐头两侧面主要以滑动摩擦磨损为主，仅有轻微冲击，根据这一不均匀磨损的特征，采用堆焊耐磨合金层的方法，应根据各个部位磨损方式不同，选择相应的耐磨堆焊材料和堆焊层厚度，才能大大提高捣固镐的寿命。

[0013] 以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。

[0014] 结合附图给出，一种耐磨抗冲击捣固镐的生产方法，捣固镐包括镐柄1及镐头2，在镐掌心3、镐掌背4和镐头两侧面5的基体母材上堆焊高硬度耐磨合金层6，在镐头的头部端面堆焊耐磨抗冲击合金层7，所述高硬度耐磨合金层6是采用等离子堆焊超高碳高铬铸铁合金层，合金层的合金粉末按重量百分比为：铬20 40%、碳3 7%、镍0 20%、钒0 8%、铌0 5%、锰~ ~ ~ ~ ~0.2 15%、硅0.5 3.5%、硼0.5 3.5%，余量为铁；所述耐磨抗冲击合金层7是采用等离子堆焊~ ~ ~
碳化钒颗粒增强高锰钢复合材料层，复合材料层的合金粉末按重量百分比为：碳1 3%、锰12~
25%、钒8 25%、硅0.3 1.2%、硼0.3 1.2%，余量为铁。
~ ~ ~ ~

[0015] 为保证更好的实施效果，所述镐掌心3、镐掌背4的基体母材上堆焊的高硬度耐磨合金层6为2-4mm，镐头两侧面5的基体母材上各堆焊4-6mm的高硬度耐磨合金层，镐头的头部端面堆焊的耐磨抗冲击合金层7为4-8mm。

[0016] 实施例1选用的捣固镐镐头与标准捣固镐镐头相比，镐头高度缩短6mm，镐头头部端面打磨平整，镐掌心和镐掌背按标准形状各沿表面减少了3mm厚度，即镐头的厚度共缩短6mm，镐头两侧面各少了5mm厚度，即镐头的宽度共缩短10mm。

[0017] 采用等离子堆焊超高碳高铬铸铁合金层，合金层的合金粉末按重量百分比为：30%铬、5%碳、10%镍、5%钒、2.5%铌、7%锰、2%硅、2%硼，余量为铁，在镐掌心、镐掌背的基体母材上各堆焊3mm，在镐头两侧面的基体母材上各堆焊5mm，堆焊层表面打磨光滑平整，无夹渣、气孔等缺陷。

[0018] 采用等离子堆焊碳化钒颗粒增强高锰钢复合材料层，合金粉末中的元素含量按重量百分比在如下范围：2%碳、18%锰、17%钒、0.8%硅、0.8%硼，余量为铁，在镐头的头部端面堆焊6mm，堆焊层表面打磨光滑平整，无夹渣、气孔等缺陷。

[0019] 实施例2选用的捣固镐镐头与标准捣固镐镐头相比，镐头高度缩短8mm，镐头头部端面打磨平整，镐掌心和镐掌背按标准形状各沿表面减少了4mm厚度，即镐头的厚度共缩短8mm，镐头两侧面各少了6mm厚度，即镐头的宽度共缩短12mm。

[0020] 采用等离子堆焊超高碳高铬铸铁合金层，合金层的合金粉末按重量百分比为：20%铬、3%碳、2%镍、2%钒、1%铌、0.3%锰、0.5%硅、0.5%硼，余量为铁，在镐掌心、镐掌背的基体母材上各堆焊3mm，在镐头两侧面的基体母材上各堆焊5mm，堆焊层表面光滑平整，无夹渣、气孔等缺陷。

[0021] 采用等离子堆焊碳化钒颗粒增强高锰钢复合材料层，合金粉末中的元素含量按重量百分比在如下范围：1%碳、12%锰、8%钒、0.3%硅、0.3%硼，余量为铁，在镐头的头部端面堆焊6mm，堆焊层表面光滑平整，无夹渣、气孔等缺陷。

[0022] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计原则的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。

[0023] 采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：（1）本发明相对于捣固镐传统加工方式，在降低成本的前提下，根据捣固镐镐头不同部位承受磨损方式不同，区分出镐头头部承受着严重的冲击磨损，而镐头的镐掌心和镐掌背及镐头两侧面主要以滑动摩擦磨损为主，镐头不同部位有针对性地选择相应的堆焊材料，在镐头的镐掌心、镐掌背和镐头两侧面外用等离子堆焊高硬度耐磨合金层，在镐头的头部端面用等离子堆焊耐磨抗冲击合金层，以延长镐头的使用寿命，使用寿命延长2倍以上，同时也减少了丢弃报废物对环境产生的不良影响；
（2）本发明的捣固镐采用等离子堆焊的耐磨合金层具备高的硬度和好的韧性，与镐头基体母材结合强度高，显著提高了耐磨合金层的抗冲击磨损能力，与普通手弧堆焊相比，有效地解决了耐磨合金层产生裂纹和掉块的问题，堆焊后的耐磨合金层表面光滑平整；
（3）本发明的捣固镐采用等离子堆焊耐磨合金层，稀释率低，熔覆层与基材结合性能好，熔覆速度高，成本低，可进行连续的堆焊，生产效率高，堆焊层的质量好，捣固镐的性能价格比得到很大提高，至少提高50%以上，经济和社会效益巨大。