содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Упрочнение деталей электроподвижного состава промышленного транспорта

 Повышение ресурса новых и восстановленных деталей путем упрочнения рабочих поверхностей является важнейшим этапом производственного цикла. Наиболее распространенные методы упрочнения: накат (наклеп), термическая и термохимическая обработка, наплавка и напыление износостойкими материалами.

Наклеп применяют в целях повышения износостойкости трущихся пар и усталостной прочности стальных деталей, подверженных действию циклических нагрузок.

Наиболее распространенными являются дробеструйный и центробежный наклепы. Дробеструйный наклеп выполняют на пневматических или механических дробометах. При этом струя металлической дроби падает с высокой кинетической энергией на поверхность детали под углом 70°.

Предел усталостной прочности детали после дробеструйного наклепа повышает­ся на 20 — 40 %. Центробежный наклеп осуществляют ротационными упрочнителями, воздействием на поверхность детали стальными шариками. Глубина наклепанного слоя достигает 1,5 мм, твердость повышается на 50%. Упрочнению подвергают листы рессор, пружины, подступичные части, галтели осей колесных пар, шейки коленчатых валов.

Для повышения усталостной прочности сварных швов и наплавленных слоев металла применяют поверхностный наклеп многобойковыми упрочнителями. Упрочнитель состоит из пучка упрочняющих проволок (27 — 60 шт.), вмонтирован­ных в пневматический молоток КМ-5 с числом ударов 1600 в минуту. Метод эф­фективен для швов рам тележек, хребтовых балок, верхних и нижних рам думпкаров.

Упрочнение обкаткой осуществляют путем воздействия на обрабатываемую поверхность шариком или роликом под определенным давлением. Преимущественно применяют упрочняюще-сглаживающую обкатку, которая наряду с повышением усталостной прочности и твердости обеспечивает снижение шероховатости поверх­ности на 2 — 3 класса. Упрочнению обкаткой подвергают детали из черных и цветных металлов: галтели и шейки осей, поверхность круга катания бандажей колесных пар, шейки коленчатых валов, коллекторы электрических машин. Однако положительное влияние наклепа наблюдается только до определенной для данного металла степени упрочнения. В случае превышения определенной степени упрочнения появляются микроскопические трещины, хрупкость и происходит отслоение упрочняемого слоя. Это относится прежде всего к бандажам, поверх­ности которых в процессе эксплуатации подвергаются непрерывному упрочнению обкаткой.

Термическая обработка является самым распространенным способом упрочне­ния. При ремонте деталей применяют закалку, нормализацию и отпуск. Широко практикуется поверхностная закалка, заключающаяся в нагреве слоя незначительной толщины до образования аустенита с последующим быстрым охлаждением для фиксации мелкоигольчатого мартенсита. Нагрев осуществляется газовым пламенем и токами высокой частоты (ТВЧ). Для снижения внутренних напряжений в поверхностном слое детали ее подвергают отпуску. Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ по сравнению с закалкой газовым пламенем имеет следующие преимущества: обеспечивает более высокую твердость поверхностного слоя и возмож­ность осуществлять местный отпуск и регулировать прочность слоя, исключает обезуглероживание поверхностного слоя, что снижает температуру хладноломкости. Производительность поверхностной закалки по сравнению с пламенной закалкой в 2-5 раза больше. Нагрев деталей ведется на установках типа МГЗ-102 или МГЗ-2-67 (мощностью 102 и 67 кВт соответственно) посредством специаль­ных индукторов. Режим охлаждения и отпуска назначается в зависимости от состава стали и заданных параметров закалочного слоя. Поверхностной закалке подвергают: шкворни межтележечных сочленений и возвращающих устройств, валики рессорного подвешивания и тормозной рычажной передачи, зубья зуб­чатых венцов и шестерни тягового привода, рабочую поверхность бандажей колесных

пар.

Химико-термическая обработка достигается за счет диффузионного насыщения поверхностного слоя деталей элементом, который находится в атомарном состоянии и имеет способность растворяться в металле деталей. Преимущество метода: получение вязкой сердцевины и износостойкого поверхностного слоя благодаря повышению твердости, повышение усталостной прочности деталей.

Наиболее широко применяются цементация, азотирование, цианирование, борирование и диффузная металлизация.

Цементация — наиболее распространенный способ, заключающийся в диффуз­ном насыщении поверхностного слоя деталей углеродом. Цементация ведется в твердом карбюризаторе, специальной пасте, а также жидком карбюризаторе. Эффективной является газовая цементация, где карбюризатором является естественный газ. Процесс осуществляют при температуре 900—1100 °С.

Обработка после цементации: закалка или нормализация с температурой 880 — 900 °С для исправления структуры сердцевины, повторная закалка с темпе­ратурой 700 °С, низкий отпуск для обеспечения заданной твердости поверхност­ного слоя. Цементации подвергают: втулки, валики тормозной рычажной передачи, валики шарниров бортов думпкаров, рессорные сухари и накладки, валики рессорного подвешивания.

Борирование — диффузионное насыщение металла бором. Применяют для упроч­нения стальных деталей, работающих в режиме интенсивного абразивного износа: наделок буксовых направляющих, втулок и валиков шарниров бортов, механизма опрокидывания и открытия бортов думпкаров. Электролизное бориро­вание ведется в специальном тигле в ванне расплавленной буры при температуре 950 °С.

Ориентировочный режим: плотность тока катода 2000 А/м², плотность тока катодной защиты 200 А/м², время борирования 2 — 3 ч. Последующий процесс термообработки: нагрев в ванне с раствором солей до температуры 920 °С; закалка в щелочной ванне при температуре 350 °С. Боридное покрытие образуется толщиной до 0,2 мм и твердостью до 600 HRC. Технический ресурс деталей обеспечивает эксплуатацию на период между заводскими ремонтами.

К перспективным методам следует отнести: кобальтирование, никель-кобальтирование, антифрикционное фосфатирование и т. д. Находит применение напыление полимерными материалами с целью защиты от коррозии и повышения антифрикцион­ных свойств.

Электроискровое упрочнение заключается в переносе металла электрода (ме­талл — феррохром, сплав Т15К8, графит и др.) на поверхность упрочняемой детали. В результате происходит легирование, а также поглощение разогретым металлом азота и углерода воздуха. При этом образуются закалочные структуры в легиро­ванном слое. Так, твердость поверхности, упрочненной феррохромовым электро­дом, достигает 600 HRC. Упрочнению подвергают главным образом кромки режущего инструмента.

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..