Technologie povrchové úpravy a řešení pro zvýšení odolnosti proti opotřebení pro elastické pružiny
Jaké jsou hlavní typy a faktory ovlivňující povrchové opotřebení pružných tyčí?
Mezi hlavní typy povrchového opotřebení elastických tyčí patříadhezivní opotřebení, abrazivní opotřebení a únavové opotřebení. Na kontaktní části mezi elastickou tyčí a měrkou dochází k adhezivnímu opotřebení. V důsledku vibrací-kolejnice se kov na kontaktním povrchu přichytí a poté se adhezní body roztrhnou a vytvoří stopy opotřebení. Abrazivní opotřebení je způsobeno tvrdými částicemi, jako je písek a rez z vnějšku, které se dostávají do kontaktního rozhraní. Tyto částice způsobí škrábance na povrchu elastické tyče a urychlí proces opotřebení. Únavové opotřebení spočívá v tom, že působením dlouhodobého střídavého zatížení se na povrchu elastické tyče vytvářejí mikro-trhliny a expanze trhlin vede k odlupování materiálu a vzniku důlkového opotřebení. Mezi faktory ovlivňující opotřebení patří především kontaktní tlak, frekvence vibrací a podmínky prostředí. Čím větší je kontaktní tlak, tím vyšší je rychlost opotřebení. Příliš vysoké předpětí pružné tyče zvýší kontaktní tlak; čím vyšší je rychlost provozu vlaku, tím vyšší je frekvence vibrací a tím vyšší je počet cyklů opotřebení; vlhké a prašné prostředí zhorší abrazivní opotřebení a adhezivní opotřebení a zkrátí životnost elastické lišty.
Jaké jsou základní technické typy a procesní body povrchové úpravy elastických tyčí?
Mezi základní technické typy povrchové úpravy elastických tyčí patřífosfátovací úprava, zpevnění brokováním a úprava dacromet. Fosfátování spočívá v ponoření elastické tyče do fosfátovacího roztoku, aby se na jejím povrchu vytvořil fosfátový ochranný film. Tloušťka filmu je řízena na 5-10μm, teplota fosfátovacího roztoku je 50-60 stupňů a doba úpravy je 15-20 minut. Fosfátovací film může zvýšit odolnost elastické tyče proti opotřebení a korozi a zlepšit přilnavost následných nátěrů. Zpevňování brokováním spočívá v nárazu na povrch elastické tyče broky z vysokorychlostní oceli-k vytvoření zbytkového tlakového napětí na povrchu. Průměr ocelových broků je 0,2-0,4 mm, intenzita brokování je 0,2-0,3A a míra pokrytí je větší nebo rovna 100 %. Zbytkové tlakové napětí může zabránit iniciaci únavových trhlin a zlepšit odolnost elastické tyče proti únavovému opotřebení. Úprava Dacromet spočívá v ponoření elastické tyče do potahovacího roztoku dacromet a vytvoření zinko-hliníkového povlaku po vypálení a vytvrzení. Obsah prášku zinku a hliníku v potahovacím roztoku je větší nebo roven 80 %, teplota pečení je 300-350 stupňů, doba je 30 minut a tloušťka povlaku je 6-8μm, což má vynikající odolnost proti korozi a odolnost proti opotřebení. Tyto tři procesy by měly být prováděny postupně, nejprve ošetření fosfátováním, poté zpevnění brokováním a nakonec ošetření dacrometem, aby se zajistil optimální účinek povrchové úpravy.
Jaký je mechanismus vylepšení fosfátovací úpravy na odolnost elastických tyčí proti opotřebení?
Mechanismus vylepšení fosfátovací úpravy na odolnost elastických tyčí proti opotřebení se odráží hlavně ve dvou aspektech:snížení koeficientu tření a vytvoření ochranné bariéry. Fosfátový film je porézní krystalická struktura, která může uchovávat mazací olej, vytvářet olejový film na kontaktním rozhraní mezi elastickou tyčí a měrkou, snižovat koeficient tření z 0,3 na méně než 0,1 a snižovat výskyt adhezivního opotřebení. Tvrdost fosfátovacího filmu je vyšší než tvrdost matrice elastické tyče, tvrdost podle Vickerse může dosáhnout 300-400HV, což může odolat poškrábání tvrdých částic a zabránit poškození matrice abrazivním opotřebením. Fosfátovací film může také izolovat kontakt mezi vzduchem, vlhkostí a matricí elastické tyče, zabránit korozi matrice a zabránit abrazivnímu opotřebení způsobenému částicemi rzi. Kromě toho může fosfátovací film zvýšit drsnost povrchu elastické tyčinky, zlepšit účinek následného zpevnění brokováním, prohloubit hloubku vrstvy zbytkového tlakového napětí a rovnoměrnější rozložení a dále zlepšit-únavové opotřebení elastické tyčinky. Prostřednictvím fosfátování lze životnost elastické tyče prodloužit o 20 %-30 %, což splňuje požadavky na použití vysokorychlostních železnic a železnic pro těžkou dopravu.
Jaké jsou výběrové rozdíly technologií povrchové úpravy pro různé typy pružných tyčí?
Výběrové rozdíly technologií povrchové úpravy pro různé typy pružných tyčí jsou určeny předevšímmateriál a scénář použití pružné tyče. Elastická tyč typu W- používaná ve vysokorychlostních železnicích-je vyrobena z 55SiCrA s vysokým modulem pružnosti a velkým předpětím a je třeba ji přizpůsobitfosfátování + brokování + dacromettechnologie zpracování kompozitů, která zajišťuje, že odolnost proti opotřebení a odolnost proti únavě splňuje normy a přizpůsobuje se provoznímu prostředí s vysokofrekvenčními-vibracemi. Elastická tyč Ω-typu používaná v těžkých-železničních tratích má silnou nosnost a velký kontaktní tlak a je třeba ji přidattvrdé eloxovánína základě technologie zpracování kompozitů. Tloušťka anodizovaného filmu je větší nebo rovna 10 μm, tvrdost je větší nebo rovna 500 HV, což dále zlepšuje anti-abrazivní opotřebení. Pružná tyč typu E-používaná na běžných-rychlostních železnicích má relativně mírné provozní prostředí a můžefosfátování + brokovánízjednodušená technologie zpracování pro snížení výrobních nákladů a splnění základních požadavků na odolnost proti opotřebení. Kvůli častým rozjezdům a zastavování a velkým vibracím je třeba přizpůsobit elastické tyče používané v městské železniční dopravěbrokování + elektroforetické potahovánítechnologie ošetření. Přilnavost elektroforetického povlaku je větší nebo rovna 4 MPa a odolnost proti nárazu je větší nebo rovna 50 kg·cm, přizpůsobuje se složitému provoznímu prostředí.
Jaké jsou detekční metody a akceptační normy pro kvalitu povrchové úpravy elastických tyčí?
Mezi metody detekce kvality povrchové úpravy elastických tyčí patříkontrola vzhledu, kontrola tloušťky filmu a kontrola výkonu. Kontrola vzhledu využívá vizuální metodu, která vyžaduje, aby ošetřovací vrstva na povrchu elastické tyče byla rovnoměrná a souvislá, bez chybějícího povlaku, odlupování, odlupování a jiných defektů. Fosfátovací film je šedý nebo černý a dacrometový povlak je stříbrně-šedý. Kontrola tloušťky filmu využívá tloušťkoměr vířivých proudů. Tloušťka fosfátovacího filmu je 5-10μm, tloušťka dacrometového povlaku je 6-8μm, tloušťka anodizovaného filmu je větší nebo rovna 10μm a odchylka tloušťky je menší nebo rovna ±1μm. Testování výkonu zahrnuje test koeficientu tření, test solné mlhy a test únavového opotřebení. Koeficient tření by měl být menší nebo roven 0,1, doba odolnosti proti korozi v solné mlze je větší nebo rovna 1000 hodinám a zkouška únavového opotřebení vyžaduje, aby elastická tyč neměla žádné zjevné opotřebení při cyklech 1×10⁷ střídavého zatížení. Akceptační standard je založen na TB/T 3395-2015. Míra kvalifikace kontroly vzhledu by měla být 100 % a míra kvalifikace tloušťky filmu a kontroly výkonu by měla být větší nebo rovna 98 %. Nekvalifikované elastické tyče musí být znovu povrchově upraveny, dokud nesplňují normy.