RU2534885C2 - Способ упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей - Google Patents
Способ упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534885C2 RU2534885C2 RU2012129691/02A RU2012129691A RU2534885C2 RU 2534885 C2 RU2534885 C2 RU 2534885C2 RU 2012129691/02 A RU2012129691/02 A RU 2012129691/02A RU 2012129691 A RU2012129691 A RU 2012129691A RU 2534885 C2 RU2534885 C2 RU 2534885C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- surface hardening
- strips
- hardening
- wheel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области термомеханической обработки деталей и может быть использовано для упрочнения рабочих трущихся поверхностей рельс и колес подвижного состава, в частности изобретение относится к способу упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей, преимущественно поверхности катания и гребня железнодорожных колесных пар. Для повышения износостойкости трущихся поверхностей колеса и увеличения срока эксплуатации колеса на поверхности катания и гребня создают полосы с модифицированной структурой, имеющие механические свойства, отличные от механических свойств основного металла, при этом упомянутые полосы создают переменной ширины и глубины по периметру гребня колеса. 1 табл., 7 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области термомеханической обработки деталей и может быть использовано в машиностроительной промышленности для упрочнения рабочих/трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, в частности изобретение относится к способу упрочнения изнашиваемых поверхностей, преимущественно поверхности катания и гребня железнодорожных колесных пар.
Известен способ поверхностной электроконтактной закалки деталей, в котором для получения заданной глубины закаленного слоя контактные ролики прижимают к поверхности обрабатываемой детали давлением 0,6-0,8 от предела текучести материала детали и сообщают им движение с определенной скоростью (SU 1713943 A1, 23.02.1992).
Известен также способ поверхностной электроконтактной закалки деталей, согласно которому нагрев поверхности осуществляют пропусканием электрического тока через контактные элементы, прижимаемые к обрабатываемой детали с определенным давлением и перемещаемые с требуемой скоростью, с последующим охлаждением зоны нагрева. При этом между контактными элементами создается давление на поверхности детали (SU 325092 A1, 23.07.1987).
Недостатком известных способов является высокий уровень остаточных внутренних напряжений при термообработке рельс и колес подвижного состава, что снижает их эксплуатационную надежность.
Известен способ упрочнения поверхностей электроконтактной термообработкой, включающий нагрев пропусканием электрического тока через контактные элементы, прижимаемые к обрабатываемой поверхности под давлением, охлаждение зоны нагрева, в результате чего получают упрочненные полосы с модифицированной структурой (RU 2158313 C1, 27.10.2000).
В известном способе получают полосы, которые имеют одинаковую глубину по длине полосы.
Однако, исходя из физики взаимодействия трущихся поверхностей, необходимо отметить два факта: 1) глубина упрочненной полосы в исходном состоянии будет иметь максимальное значение - bo, а в процессе работы детали будет идти износ поверхности и уменьшение глубины упрочненной полосы bi (фиг.1)); 2) в процессе взаимодействия на поверхности возникают касательные - срезающие напряжения, возникающие за счет сил трения, которые имеют максимальное значение - τmax на поверхности и уменьшаются по глубине (фиг.2). Сочетание двух факторов приводит к тому, что по мере увеличения износа уровень срезающих (касательных) напряжений, воздействующих на зону перехода от упрочненного металла к основному металлу, увеличивается (при этом bi<bo, a τI>τ0). Следовательно, возрастает вероятность деформации, отслаивания или выкрашивания металла, а в итоге происходит уменьшение уровня износостойкости поверхностей.
Задачей данного изобретения является повышение уровня износостойкости поверхностей деталей, преимущественно поверхности катания и гребня железнодорожных колесных пар, увеличение сроков их эксплуатации и снижение эксплуатационных расходов.
Данная задача в способе упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей решается за счет снижения касательных напряжений, воздействующих на зону перехода) от упрочненного металла к основному металлу. Это достигается за счет того, что в металле у поверхности создают полосы с модифицированной структурой, имеющие механические свойства, отличные от механических свойств основного металла, при этом упрочненные полосы с модифицированной структурой создают постоянной или переменной шириной по длине полосы и переменной глубиной по длине полосы (фиг.3). То есть τi раскладывается на напряжения, действующие по нормали τн, и вдоль зоны перехода τi-п, при этом τi-п≤τш.
При обработке поверхности полосы с иными, чем у основного металла детали, в частности рельса, механическими свойствами могут быть получены с помощью различных видов обработки, таких как сварка, термообработка лазером, плазмой или электроконтактным методом, пластическим деформированием. Получают полосы с различными геометрическими характеристиками: при одной и той же ширине полосы глубина воздействия может быть переменной (см. фиг.4), а также могут быть получены зоны с одновременным изменением и ширины и глубины (см. фиг.5).
Пример.
Для оценки влияния предлагаемого упрочнения проводилось упрочнение цельнокатаных железнодорожных колес, изготовленных из колесной стали марки 2 ГОСТ 10791 (см. таблицу).
Таблица | |||||||||
Химический состав стали, % | |||||||||
Марка стали | С | Mn | Si | P | S | Gr | Ni | Cu | V |
2 | 0,55-0,65 | 0,5-0,9 | 0,2-0,42 | <0,035 | <0,04 | <0,25 | <0,25 | <0,25 | - |
Для изменения ширины и глубины упрочненной зоны использован режим импульсной электроконтактной обработки металла с изменением тепловложения вдоль траектории движения источника теплоты. К поверхности на гребне колеса прижималось два роликовых электрода для получения двух ленточных полос. Колесная пара приводилась во вращение, что обеспечивало линейную скорость движения V=5 мм/с.
В ходе подготовки данного патента были проведены соответствующие работы. При обработке вначале задавался ток I1=4 750 A, который протекал на протяжении импульса tИ-1=0,14 с, затем ток отключался и наступала пауза tП-2=0,6 с. Последовательно было сделано N1=5 циклов (время цикла tЦ-1=tИ-1+tП-1). После чего задавался ток меньшей величины I2=3000 A, с временем импульса tИ-2=0,08 с и временем паузы tП-2=0,08 с. Было реализовано N2=6 циклов нагрева вторым током I2. Периодическое изменение в задании импульсов первого и второго токов продолжалось до полного упрочнения гребня по всему периметру (фиг.6).
В итоге получены кольцевые полосы, ширина c=var и глубина которых b=var изменялась соответственно:
при токе I1 C1-max=5,6 мм, b1-max=2,1 мм;
при токе I2 c2-min=3,4 мм, b2-min=1,2 мм (фиг.7).
Эксплуатационные испытания показали, что при пробеге электрички 28000 км износ гребней цельнокатаных колес с упрочненными четырьмя полосами в 2 раза меньше, чем у колес без упрочнения. При этом в упрочненных зонах с модифицированной структурой выкрашивания и других дефектов нет.
Claims (1)
- Способ упрочнения изнашиваемой поверхности железнодорожного колеса, включающий нагрев поверхности катания и гребня колеса с созданием полос с модифицированной структурой, имеющих механические свойства, отличные от механических свойств основного металла, отличающийся тем, что нагрев осуществляют с обеспечением изменения тепловложения вдоль траектории вращения колеса и создают упомянутые полосы с модифицированной структурой переменной ширины и глубины по периметру гребня колеса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129691/02A RU2534885C2 (ru) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Способ упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129691/02A RU2534885C2 (ru) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Способ упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012129691A RU2012129691A (ru) | 2014-01-20 |
RU2534885C2 true RU2534885C2 (ru) | 2014-12-10 |
Family
ID=49944990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129691/02A RU2534885C2 (ru) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | Способ упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534885C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779890C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2022-09-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Способ упрочнения поверхностей деталей с локальным чередованием свойств |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2158313C1 (ru) * | 1999-04-06 | 2000-10-27 | Поляченко Анатолий Васильевич | Способ поверхностной электроконтактной термообработки деталей |
RU2183223C2 (ru) * | 2000-05-15 | 2002-06-10 | Омский государственный университет путей сообщения | Способ термической обработки гребней колес подвижного состава |
RU2389805C1 (ru) * | 2008-11-21 | 2010-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ лазерной обработки поверхности катания и гребня железнодорожных колесных пар |
-
2012
- 2012-07-13 RU RU2012129691/02A patent/RU2534885C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2158313C1 (ru) * | 1999-04-06 | 2000-10-27 | Поляченко Анатолий Васильевич | Способ поверхностной электроконтактной термообработки деталей |
RU2183223C2 (ru) * | 2000-05-15 | 2002-06-10 | Омский государственный университет путей сообщения | Способ термической обработки гребней колес подвижного состава |
RU2389805C1 (ru) * | 2008-11-21 | 2010-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ лазерной обработки поверхности катания и гребня железнодорожных колесных пар |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779890C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2022-09-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Способ упрочнения поверхностей деталей с локальным чередованием свойств |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012129691A (ru) | 2014-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6606593B2 (ja) | 溶接装置および溶接方法 | |
CN105331778B (zh) | 一种激光淬火处理方法及淬火工件 | |
WO2005080686A1 (en) | Hardening process using laser in railway applications and relative equipment | |
Nürnberger et al. | Spray cooling of early extracted hot stamped parts | |
RU2534885C2 (ru) | Способ упрочнения изнашиваемых поверхностей деталей | |
RU2460810C1 (ru) | Способ упрочнения лемехов плугов | |
JP6050912B1 (ja) | 高張力鋼板の絞り加工品の置き割れ防止方法 | |
RU2153007C1 (ru) | Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей | |
CN104043873A (zh) | 双金属带锯的制作工艺 | |
JPH11236619A (ja) | 履帯ブッシュおよびその製造方法 | |
EP3603869A1 (en) | Welded joint manufacturing method, and welded joint | |
CN114085957A (zh) | 一种机器人跟进式激光淬火方法 | |
BG110502A (bg) | Метод за локално закаляване на железопътни колооси | |
KR102284887B1 (ko) | 가이드 레일의 최종 형상 근접 열간 압연 | |
JP4916365B2 (ja) | 履帯ブッシュ | |
JP2006028589A (ja) | 直接通電焼入装置による焼入焼戻方法 | |
RU2158313C1 (ru) | Способ поверхностной электроконтактной термообработки деталей | |
US2125173A (en) | Apparatus for treating the defective surface metal of billets or the like | |
US11873873B2 (en) | System and method of making an enhanced brake rotor with improved wear resistance | |
RU2341361C2 (ru) | Способ лазерно-световой сварки стали | |
JP6703538B2 (ja) | 無段変速機用の駆動ベルトにおいて使用するのに適したフレキシブルリングを製造する方法 | |
RU2449028C1 (ru) | Способ закалки поверхностных слоев плоских длинномерных стальных изделий | |
RU2437943C1 (ru) | Способ закалки длинноразмерных металлических изделий | |
SU630298A1 (ru) | Способ обработки стали | |
CA3014133A1 (en) | Method for thermally treating a flat steel product, thermally treated flat steel product and use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140714 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170714 |