RU2103141C1

RU2103141C1 - Method for reconditioning worn parts of railroad equipment by plasma-powder building-up

Info

Publication number: RU2103141C1
Application number: RU96114129A
Authority: RU
Inventors: Г.Ю. Полишко; В.Н. Морозов; М.И. Денисов; В.И. Цепенок
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Царскосельский завод"
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: repair of defective or damaged machine parts, mainly, railroad transport. SUBSTANCE: method includes dismantling of worn parts from corresponding units of equipment, thickness nondestructive testing, revealing parts useful for reconditioning and their testing. Then treated layer is cleaned from corrosion, prepared for building-up by shot-blasting, heating unlderlayer and preliminary plasma heating by electric potential method, deposition of built-in metal by plasma spraying, finishing abrasive grinding of built-up surface and subsequent testing and marking. Finishing abrasive grinding is carried with heating of built-up surface by electric potential which is ensured by supply to part of potential with voltage 0.1-12.0 V. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике обновления ремонтопригодных деталей путевых машин методом плазменно-порошковой наплавки с последующей шлифовочной доводкой реконструированных образующих поверхностей. The invention relates to techniques for updating maintainable parts of track machines by plasma-powder surfacing with subsequent grinding fine-tuning of reconstructed forming surfaces.

Известен способ восстановления изношенных деталей, включающий подогрев подложечного слоя поверхности детали, последующий плазмопрогрев методом электропотенциирования и плазменное напыление металла наплавки [1]. A known method of restoring worn parts, including heating the substrate layer of the surface of the part, followed by plasma heating by electric potentiation and plasma deposition of the weld metal [1].

Ввиду общетехнической направленности требований к режимам и параметрам финишной отделки наплавленной поверхности имеет место ограничение распространяемости соответствующих этому способу ремонтных воздействий на обработку ответственных деталей путевых машин. Due to the general technical orientation of the requirements for the modes and parameters of the finish of the deposited surface, there is a limitation in the prevalence of repair actions corresponding to this method on the processing of critical parts of track machines.

Прототипом изобретения является способ восстановления изношенных деталей железнодорожной техники, включающий демонтаж изношенных деталей из соответствующих узлов, дефектоскопию изношенных деталей по толщине, сортировку деталей для выявления пригодных к восстановлению, контроль поверхности отсортированных деталей, зачистку подложечного слоя от коррозии, подготовку подложечного слоя к наплавке путем дробеструйной обработки, подогрев подложечного слоя и предварительный плазмопрогрев методом электропотенциирования, плазменное напыление металла наплавки, финишную шлифовочно-абразивную отделку наплавленной поверхности, контроль и маркировку [2]. The prototype of the invention is a method of restoring worn parts of railway equipment, including dismantling worn parts from the respective nodes, flaw detection of worn parts by thickness, sorting parts to identify suitable for restoration, surface control of sorted parts, cleaning the substrate layer from corrosion, preparation of the substrate layer for surfacing by bead-blasting processing, heating of the epigastric layer and preliminary plasma heating by the method of electric potentiation, plasma surfacing metal deposition, finishing grinding and abrasive surfacing of the deposited surface, control and marking [2].

Ввиду непредусмотренности в этом способе термо-разупрочнения наплавленной поверхности возникают ограничения в точности реконструирования в ремонтном процессе требующих обновления деталей. Due to the non-provision in this method of thermal softening of the deposited surface, there are limitations in the accuracy of reconstruction in the repair process requiring parts to be updated.

Целью изобретения является повышение выхода из ремонтного процесса годных деталей. The aim of the invention is to increase the yield from the repair process of suitable parts.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе, включающем демонтаж изношенных деталей из соответствующих узлов железнодорожной техники, дефектоскопию изношенных деталей по толщине, сортировку деталей для выявления пригодных к восстановлению, контроль поверхности отсортированных деталей, зачистку подложечного слоя от коррозии, подготовку подложечного слоя к наплавке путем дробеструйной обработки, подогрев подложечного слоя и предварительный плазмопрогрев методом электропотенциирования, плазменное напыление металла наплавки, финишную шлифовочно-абразивную отделку наплавленной поверхности, контроль и маркировку, предусмотрено осуществление финишной шлифовочно-абразивной отделки наплавленной поверхности при ее нагреве путем электропотенциирования, которое обеспечивают подачей на восстанавливаемую деталь потенциала напряжением в 0,1-12,0 В. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed method, including the dismantling of worn parts from the corresponding nodes of railway equipment, flaw detection of worn parts by thickness, sorting of parts to identify suitable for restoration, surface control of sorted parts, cleaning the substrate layer from corrosion, preparation of the substrate layer to surfacing by bead-blasting, heating of the substrate layer and preliminary plasma heating by electric potentiating, plasma spraying of metal for surfacing, finishing grinding and abrasive finishing of the deposited surface, control and marking, it is envisaged to finish finishing grinding and abrasive finishing of the deposited surface when it is heated by electropotentiation, which provides a potential of 0.1-12.0 V to the restored part.

Пример 1. При планово-предупредительном ремонте путевых железнодорожных выправочно-подбивочно-рихтовочных машин российского производства (модель ВПР-1200) произвели демонтаж изношенных деталей из интенсивно эксплуатируемых узлов. Изношенными деталями были вибровалы для задействования дисбалансных масс в виброуплотнителях подбивочных блоков, материалом деталей была сталь 38 х 2МЮА. Диаметры посадочных поясков деталей были равны 0,1 м, их ширина была равна 0,117 м, диаметры валовых частей вибровалов были равны 0,08 м, их длины были равны 0,1 м, диаметры цапф деталей были равны 0,065 м, их ширины были равны 0,055 м. С демонтированными деталями произвели дефектоскопию по толщине. Example 1. During the scheduled preventive repair of railway track straightening-tamping-leveling machines of Russian manufacture (model VPR-1200), the worn parts were dismantled from intensively operated units. The worn parts were vibration shafts for engaging the unbalanced masses in the vibration compactors of the tamping blocks, the material of the parts was 38 x 2MUA steel. The diameters of the landing belts of the parts were 0.1 m, their width was 0.117 m, the diameters of the shaft parts of the shafts were 0.08 m, their lengths were 0.1 m, the diameters of the trunnions were 0.065 m, their widths were 0,055 m. With the dismantled parts, flaw detection was performed in thickness.

Далее осуществили сортировку дефектоскопированных деталей. Эту сортировку ориентировали на выявление ожидаемых ремонтных партий вибровалов. В формируемые при сортировке партии включили детали, обладающие износом менее 0,5% (линейный). Величину интересующего износа определяли по изменениям относительно базовых данных размерных цепей биений. В сформированных партиях произвели контроль поверхности детали. Его осуществляли путем визуального сопоставления поверхности детали с серией эталонов. У идентифицированных поверхностному износу деталей произвели зачистку подложечного слоя от коррозии. В ходе зачистки с реконструируемых поверхностей удалили металл на глубину 0,0005 м. Допуски зачищенной поверхности на цилиндричность установили не превышающими 0,00002 м. С проверенными на нецилиндричность зачищенными деталями произвели подготовку подложечного слоя к наплавке, требуемую подготовку осуществляли путем дробеструйной обработки подложечного слоя. Ее вели согласно требованиям ГОСТа 11964-81. В частности, дробеструйную обработку вели с использованием чугунной крошки. Сократив время пребывания подложечного слоя в свеже-подготовленном состоянии до 18-168 мин, в частности до 30 мин, произвели умеренный подогрев подложечного слоя. Его обеспечили кратковременной муфельно-печной выдержке деталей в инертной атмосфере. После этого осуществили форсированный предварительный плазмопрогрев подложечного слоя до 50-131^oC, в частности, до 130^oC. Плазмопрогрев вели методом умеренного электропотенциирования подложечного слоя под сжатой дугой. Дуга была сформирована плазмо-образующим газом на основе технического азота I-го сорта. Его расход составлял 0,000025 м³/с. Электропотенциирование обеспечивали отведением от положительной клеммы сварочного генератора к подложечному слою потенциала с переходящим на деталь напряжением (U_п) в 45 В. Осуществив плазмопрогрев подложечного слоя, произвели напыление на него металла наплавки. Металл наплавки был составлен порошком марки ЛП6. Основой порошка был никель. В никелевой основе присутствовали добавки, мас. %: углерод 0,42; кремний 5,19; марганец 0,06; бор 13,2. В качестве транспортирующего газа для напыления металла наплавки использовали технический воздух. Его подавали с расходом 0,00013 м³/с. Наплавку вели при переходящем токе (I_п) в 133 А, при непереходящем токе (I_н) в 80 А, при переходящем напряжении (U_п) в 45 В, при непереходящем напряжении (U_н) в 17 В. Скорость формирования валика наплавки 0,04 м и высотой 0,006 м устанавливали равной 0,0014 м/с. Ширину валика устанавливали равной 0,04 м, высоту - равной 0,006 м. Частоту перенацеливания дуги по фронту валика поддерживали равной 1,77 Гц. Амплитуду ходов перенацеливания устанавливали равной 0,035 м. Разогретости детали не давали превысить уровень в 400^oC. Контролирование разогретости обеспечивало удержание наплавкой твердости HRC в 54 единицы. По окончании плазменного напыления произвели финишную шлифовочно-абразивную отделку наплавленной поверхности. Производимую отделку осуществляли при нагреве поверхности путем электропотенциирования. Этот нагрев сопровождали подогревом за счет абразивного трения. Сопроводительный подогрев шел при условии исключения из контакта трения смазочно-охлаждающей жидкости. Он шел также при условии ограничения величиной в 60^oC перепада нагретости наплавки над температурой окружающего воздуха. Осуществляемое нагревательное электропотенциирование обеспечивали подачей на восстанавливаемую деталь малого переходящего потенциала (U_п) напряжением в 0,1 В. Его уровень устанавливали в соответствии с существующими рекомендациями [3]. В процесс трения были вовлечены абразивные круги из электрокорунда зернистостью 16-25 ед. Электрокорунд был зафиксирован бакелитовой связкой с классом твердости С1-С2 глубины (t) захода шлифовального круга в наплавку, равной 0,000005-00002 м, в частности, равной 0,00001 м, при установлении подачи (S_пр) круга равной 0,005-0,014 м/об, в частности, равной 0,007 м/об, при установлении линейной скорости (V_из) поворота наплавленной поверхности равной 0,166-0,333 м/с, в частности, равной 0,3 м/с, при установлении линейной скорости (V_кр) набега на деталь рабочей поверхности шлифовального круга равной 0,5 м/с. По завершении шлифовочно-абразивной отделки произвели контроль шероховатости реконструируемых поверхностей на непревышение классам. Осуществляемый контроль вели в соответствии с требованиями ГОСТа 2789-73. После проведения контроля поверхностей произвели маркировку прошедших восстановление деталей.Next, sorted flawed parts. This sorting was oriented towards the identification of the expected repair lots of vibration shafts. Parts formed during sorting included parts with wear less than 0.5% (linear). The amount of wear required was determined by the changes with respect to the basic data of the beat size chains. In the formed batches, they controlled the surface of the part. It was carried out by visual comparison of the surface of the part with a series of standards. In the parts identified by surface wear, the substrate layer was cleaned from corrosion. During the cleaning process, metal was removed from the reconstructed surfaces to a depth of 0.0005 m.The tolerances of the cleaned surface for cylindricality were set to not exceed 0.00002 m. With the cleaned parts tested for non-cylindricality, the substrate layer was prepared for surfacing, the required preparation was carried out by shot peening of the substrate layer. She was led in accordance with the requirements of GOST 11964-81. In particular, shot blasting was carried out using cast iron chips. Reducing the residence time of the substrate layer in a freshly prepared state to 18-168 minutes, in particular up to 30 minutes, the substrate layer was moderately heated. He was provided with a short muffle-furnace exposure of parts in an inert atmosphere. After that, forced preliminary plasma heating of the substrate layer to 50-131 ^° C, in particular, to 130 ^° C, was carried out. The plasma heating was carried out by the method of moderate electric potentiation of the substrate layer under a compressed arc. The arc was formed by a plasma-forming gas based on industrial grade I nitrogen. Its flow rate was 0.000025 m ³ / s. Electric potentiation was ensured by diverting from the positive terminal of the welding generator to the substrate layer of the potential with a voltage passing to the part (U _p ) of 45 V. Plasma heating of the substrate layer was carried out, the deposition metal was sprayed onto it. The surfacing metal was composed of LP6 grade powder. The base of the powder was nickel. In a nickel base additives were present, wt. %: carbon 0.42; silicon 5.19; manganese 0.06; boron 13.2. Technical gas was used as a transporting gas for deposition of metal overlaying. It was supplied at a rate of 0.00013 m ³ / s. Surfacing was carried out with a transient current (I _p ) of 133 A, with a non-transient current (I _n ) of 80 A, with a transient voltage (U _p ) of 45 V, with a non-transient voltage (U _n ) of 17 V. The speed of formation of the overlay roller 0.04 m and a height of 0.006 m were set equal to 0.0014 m / s. The width of the roller was set equal to 0.04 m, the height equal to 0.006 m. The frequency of the re-targeting of the arc along the front of the roller was maintained at 1.77 Hz. The amplitude of the retargeting strokes was set to 0.035 m. The preheating of the part was not allowed to exceed a level of 400 ^o C. The control of preheating ensured that the hardness of the HRC was kept at 54 units. At the end of plasma spraying, the final grinding and abrasive finish of the deposited surface was made. Finishing was carried out by heating the surface by electropotentiation. This heating was accompanied by heating due to abrasive friction. The accompanying heating was on condition that the cutting fluid was excluded from the friction contact. He also walked under the condition of a limitation of 60 ^° C of the difference in the temperature of the surfacing overlay. The carried out heating electropotential was provided by supplying a small transfer potential (U _p ) with a voltage of 0.1 V to the restored part. Its level was set in accordance with existing recommendations [3]. The abrasive circles from electrocorundum with a grain size of 16-25 units were involved in the friction process. Electrocorundum was fixed with a bakelite bond with the hardness class C1-C2 of the depth (t) of the grinding wheel entering the surfacing equal to 0.000005-00002 m, in particular equal to 0.00001 m, when the feed (S _CR ) of the wheel was set to 0.005-0.014 m / rev, in particular, equal to 0.007 m / rev, when establishing a linear velocity (V _of ) of rotation of the weld surface equal to 0.166-0.333 m / s, in particular equal to 0.3 m / s, when establishing a linear velocity (V _cr ) a raid on a detail of the working surface of the grinding wheel equal to 0.5 m / s. Upon completion of the grinding and abrasive finish, the roughness of the reconstructed surfaces was controlled to not exceed the classes. The control carried out in accordance with the requirements of GOST 2789-73. After the surface control, marking the parts that have been restored has been made.

Достигнутые показатели восстановительной осуществленной обработки даны в таблице. The achieved indicators of the recovery carried out processing are given in the table.

Пример 2. Восстановительную обработку деталей вели в соответствии с примером 1, за исключением того, что электропотенциирование при шлифовочно-абразивной отделке наплавленной поверхности обеспечивали подачей на восстанавливаемую деталь малого переходящего потенциала (U_п) напряжением в 12,0 В.Example 2. Reconditioning of parts was carried out in accordance with example 1, except that the electric potentiation during grinding and abrasive finish of the deposited surface was provided by supplying a small transfer potential (U _p ) with a voltage of 12.0 V.

Достигнутые показатели осуществленной обработки даны в таблице. The achieved performance indicators are given in the table.

Пример 3. Восстановительную обработку деталей вели в соответствии с примером 1, за исключением того, что электропотенциирование при шлифовочно-абразивной отделке наплавленной поверхности обеспечивали подачей на восстанавливаемую деталь малого переходящего потенциала (U_п) напряжением в 1,0 В.Example 3. Reconditioning of parts was carried out in accordance with example 1, except that the electric potentiation during grinding and abrasive finishing of the deposited surface was provided by supplying a small transfer potential (U _p ) with a voltage of 1.0 V.

Достигнутые показатели восстановительной обработки даны в таблице. The achieved indicators of recovery processing are given in the table.

Преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом является предоставленность дополнительных факторов управляемости технологическими параметрами ремонтного процесса. The advantage of the proposed method compared to the prototype is the availability of additional controllability factors by the technological parameters of the repair process.

Claims

A method for recovering worn-out parts of railway equipment by plasma-powder surfacing, including dismantling worn-out parts from the corresponding nodes of railway equipment, flaw detection of worn-out parts by thickness, sorting parts to identify suitable for repair, checking the surface of sorted parts, cleaning the underlay layer from corrosion, preparing the underlay layer for surfacing by bead-blasting, heating of the substrate layer and preliminary plasma heating using the electric method otentenirovaniya, plasma deposition of metal overlaying, finish grinding and abrasive finish of the deposited surface, control and marking, characterized in that the finish grinding and abrasive finish of the deposited surface is carried out when it is heated by electropending, which provide a potential of 0.1 12 to the restored part, 0 V.