ИЗНОСОСТОЙКАЯ НАПЛАВКА ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ (НА ПРИМЕРЕ АВТОСЦЕПКИ) ЭЛЕКТРОДАМИ СО СПЕЦИАЛЬНЫМ ПОКРЫТИЕМ

АННОТАЦИЯ

В статье проанализированы причины аварийного выхода из строя деталей замков автосцепки вагонов и их быстрого изнашивания в условиях эксплуатации. Замечено, что преждевременный износ деталей замков автосцепки вагонов наблюдается из-за необоснованного выбора материала для наплавки и видов упрочняющих технологий в дальнейшем. Приведены результаты исследований по усовершенствование технологии увеличения ресурса путем наплавки рабочих поверхностей изношенных деталей замков автосцепки вагонов электродами специальным износостойким покрытием.

ABSTRACT

The article analyzes the reasons for the emergency failure of parts of automatic coupling locks of cars and their rapid wear under operating conditions. It has been noticed that premature wear of parts of automatic coupling locks of cars is observed due to the unreasonable choice of material for surfacing and types of strengthening technologies in the future. The results of research on improving the technology for increasing service life by surfacing the working surfaces of worn parts of car automatic coupling locks with electrodes with a special wear-resistant coating are presented.

Ключевые слова: вагон, замок, электрод, покрытие, износостойкий.

Keywords: vagons, lock, electrode, coating, wear-resistant.

Сегодня перевозки грузов и пассажиров через системы железнодорожного транспорта, которые являются основой мировой экономики, считаются одним из самых безопасных и дешевых способов. Возрастающие требования, направленные на обеспечение надежности и длительной качественной работы состава движения, требуют проведения исследований по повышению производительности и эффективности использования технических средств, применяемых в железнодорожном транспорте, снижению расхода энергии, материалов и запасных частей, а также внедрение полученных положительных результатов на практику. В связи с этим создание сварочных материалов, повышающих рабочий ресурс за счет наплавки специальными покрытыми электродами при ремонте деталей вагонов, быстро изнашивающихся и выходящих из строя в результате движения вагонов, в частности, детали автосцепки типа СА-3, совершенствование этих методов и их широкое применение в ремонтных процессах считаются одной из актуальных задач современности, а также представлены ​программа экспериментальных исследований, результаты работ по выбору материалов для электродных покрытий для исследований и подготовке из них образцов для лабораторных исследований, изготовлении электродов со специальным покрытием на основе выбранных материалов и проведению лабораторные испытания над ними, изучению твердости, структуру и износостойкости наплавленного слоя.

Сегодня электроды УОНИ13/55 используются на ремонтных предприятиях для восстановления изношенных деталей вагонов, в частности автосцепки. Это считается важным для продления срока службы восстанавливаемых деталей и повышения экономической эффективности восстановления. Они недороги, имеют хорошие свойства плавления, металл с покрытием устойчив к износу и имеет требуемое вязкость, обладает свойствами покрытия, дающими удовлетворительные результаты при механической обработке. Однако это требует дальнейшего совершенствования в использовании деталей, которые работают в условиях высокого давления и высоких интенсивностях изнашивания сдвиговых усилий, таких как детали автосцепки. В решении этий задачи важное значение имеют электроды со специальным покрытием. Для улучшения механических свойств электродов УОНИ13/55 на его покрытие дополнительно наносили слой порошока из твердого сплава ПГХН-80 определенной толщины. Структурный состав электрода со специальным покрытием представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Электрод со специальным покрытием и состав покрытия

Подготовка микрошлифов из детали замка автостепки. В процессе лабораторных исследований было изготовлено микрошлифов из детали замка автосцепки из стали 20ГЛ для анализа их микроструктуры. Рабочие поверхности этой детали предварительно были наплавлены с помощью электродов существующими и специальными покрытиями сварочными материалами. При этом поверхности этих образцов очищались от грязи, масла, ржавчины и т.п. Потом из него обрезались образцы с нужными размерами (рис. 1).

Рисунок 1. Деталь замка автотепки и вырезанные из нее образцы для микрошлифов

Результаты исследования структуры микрошлифов, приготовленных из наплавленных образцов

Микроструктуру микрошлифов, приготовленных из наплавленных образцов, исследовали с помощью металлографического микроскопа А13.0201-Б2 по ГОСТ 5640-68 «Сталь металлографический метод оценки микроструктуры листов и лент» и ГОСТ 10243-75 «Методы испытаний и оценки макроструктуры».

           №1                         № 2                       № 3                          №4

                     № 5                                № 6                             №7

сталь марки 20ГЛ; 2- сварочная проволока марки Св08Г2С; 3- сварочный электрод УОНИ13/55; 4- УОНИ13/55 +СОРМАЙТ;      5- УОНИ 13/55+ ПГСР-2,7; 6- УОНИ13/55 +ПГХН-80; 7- УОНИ13/55 + ПГ-ФБХ-6,2

Рисунок 3. Микроструктуры наплавленных образцов, увеличенные в 400 раз

                           а)                                                    б)

Рисунок 4. Боковой разрез (а) и микроструктура (б) наплавленного образца

При исследовании микроструктуры образца 6 установлено, что его основной металл состоит из перлитно-ферритной структуры, наплавленная поверхность имеет структуру сорбит+карбид, а ее твердость равна HRC47-48. Установлено, что карбидная структура металла шва состоит из сложных кристаллов карбидов железа с хромом и марганцем. Между кристаллическими зернами перлита и карбида находятся никель и ферриты, которые обеспечивают равномерное и мелкозернистое распределение частиц твердого сплава перлита и карбида.

Выводы. На основе результатов проведенных исследований по тему «Износостойкая наплавка изношенных деталей вагонов (на примере автосцепки) электродами со специальным покрытием» были представлены следующие выводы:

1. В результате изучения видов, причин и количества износа узлов и деталей вагонов, работающих в условиях трения, установлено, что детали замка автосцепки является одной из наиболее быстроизнашивающихся деталей и при износе более 2 мм по толщине ее контактной поверхности, она приходит в негодность. Это количество составляет всего около 2% объёма детали. Из этого следует, что изношенная поверхность этой детали должна быть восстановлена методом наплавки. При изучении предыдущих исследований выяснилось, несмотря на то, что технологии увеличения ресурса работы за счет восстановления изношенных деталей вагонов в определенной степени внедрены в производство, у них в достаточной степены не исследованы перспективные технологии, позволяющие увеличить ресурс восстанавливаемой детали, в частности, технологии восстановления этих деталей наплавкой с помощью электродов со специальным покрытием.

2. Теоретически обоснованы тип и количество легирующих элементов, которые должны быть включены в специальное покрытие электрода, чтобы наплавленный слой имел необходимые свойства. Полученные результаты служать основой разрабатываемого специального композиционного состава покрытий наплавочных электродов.

Список литературы:

1. Походня И.К. Металлургия дуговой сварки. Процессы в дуге и плавление электродов – Киев: Наукова думка, 1990. – 223 с.
2. Райков, Г.В. Развитие системы ТО и ремонта грузовых вагонов / Г.В. Райков, Д.И. Хаба // Железнодорожный транспорт. – 2002. – № 8. – С. 43–49.
3. Умаров А.,УОНИ-13/55 электродлари билан пайвандлашдаги газ ва шлак ҳосил қилиш жараёнлари. // «Замонавий машинасозлик ва муҳандислик таълими
4. Шведков Е.Л., Денисенко Э.Т., Ковенский И.И. Словарь-справочник по порошковой металлургии. Киев: Наукова Думка. 1985. – 624 с.