p>
одержання твердості на 1,5 - 2,0 од. HRC вище, ніж при об'ємної пічної загартуванню.
Теоретичною основою гарту т.в.ч. є те, що у виробі, вміщеному в змінне електромагнітне иоле, индуктируются вихрові струми (струми Фуко), концентруються поблизу поверхні виробу. Причому, чим вище частота змінного електромагнітного поля, тим у більш тонкому шарі концентруються вихрові струми і тим вище щільність струму, що протікає в приповерхневих шарах деталі.
Для створення електромагнітного поля використовується індуктор, що представляє собою в більшості випадків одновиткового або багатовитковому контур з мідної трубки, через який пропускається змінний електричний струм (рис. 3). Індуктор виготовляється з трубки у зв'язку з тим, що його необхідно постійно охолоджувати проточною водою для запобігання його нагріву при пропущенні через нього електричного струму. Форма індуктора визначається формою деталі. Деталь при нагріванні розташовують у індукторі з невеликими, строго визначеними зазорами, що визначає необхідну швидкість нагріву і рівномірність нагреваемого шару по всій поверхні. На гострих крайках деталей у зв'язку з надмірною концентрацією вихрових струмів може виникати місцевий перегрів. Для виключення небезпеки перегріву або навіть оплавлення в цих ділянках збільшують зазори між поверхнею деталі і індуктором.
Харчування індуктора електричним струмом проводиться від генераторів різного типу, що забезпечують різну частот) 'струму: машинних з частотою то- ка2500 - 8000 Гц, тиристорних - 10 - 70 кГц, лампових - 60 - 250 кГц. При цьому виявляється можливим отримувати різну глибину загартованого шару залежно від частоти: 2,5 кГц - 3 - 8 мм; 8 кгц - 2 - 3 мм; 67 кгц - 1,0 - 2,5 мм і при 250 кГц - 0,3- 1,5 мм.
Малюнок 3 - Принципова схема індукційного нагріву деталей струмами високої частоти: 1 - індуктор; 2 - деталь; 3 - охолоджуюча вода
Плазмове зміцнення гребенів локомотивних і вагонних коліс
Експериментальні дослідження. У результаті експериментальних досліджень були отримані оптимальні режимні параметри зміцнення гребеня локомотивних коліс: струм електричної дуги 250 А, напруга 110 В, швидкість обробки 1 см · с - 1. Ці режими використовувалися у виробничих умовах.
Макроструктура гребеня колеса після плазмової обробки винесеною електричною дугою, керованою магнітними полями при ширині зміцненого шару від 25 до 30 мм, глибині зміцненого шару до 3 ... 3,5 мм
На малюнку 4 представлена ??макроструктура гребеня колеса після плазмової гарту винесеною електричною дугою. Представлені геометричні характеристики зміцненого шару та зміни твердості по його глибині, отримані при оптимальних режимах обробки. На макрошліфов видно, що зміцнений шар поширюється по всій робочій поверхні гребеня (включаючи викружками) і глибина його становить 3,0 мм, що важливо, так як зміцнений шар довше зберігається від обточування до обточування колеса при його експлуатації. Гребінь колеса з більш тонким загартованим шаром (менше 1 мм [5]) буде значний час експлуатуватися (від обточування до обточування) без зміцненого шару.
Малюнок 4 - Залежність величини мікротвердості від відстані по срезу зміцненого шару після плазмової обробки винесеною електричною дугою, керованою магнітними полями
Оскільки максимальне значення твердості в загартованому поверхневому шарі гребеня не перевищує 500 HV, то, відповідно, і мікроструктура шару не містить мартенсит, а представлена ??троостомартенсітом і відпущеними мартенситом в поверхневому шарі, троостосорбітом і сорбітом різного ступеня дисперсності в середній частині і на кордоні з основним металом. Наявність мартенситу в зміцненому шарі, яке спостерігається при використанні інших плазмових технологій, призводить до утворення значних залишкових напружень у зоні загартованого шару і, відповідно, до підвищеної ймовірності утворення мікротріщин в цій галузі. Отже, експлуатація залізничних коліс з плазмовим зміцненням винесеною електричною дугою більш безпечна.
Практична реалізація технології та обладнання. Плазмова технологія і устаткування по зміцненню гребенів бандажів локомотивних коліс впроваджені в 1997 році в трьох депо Далекосхідної залізниці (Смолянинове, Вяземская, Тинда). Знос гребенів бандажів локомотивних коліс скоротився в 1,5 ... 3,0 рази в залежності від ділянки експлуатації, пори року та ін. Економічний ефект від плазмового зміцнення за даною технологією з 1999 по 2002 р склав близько 6100000. Руб., або близько 2500 руб. на одну колісну пару. Технологія та обладнання захищені патентами РФ.
Висновки. 1. Теоретичні дослідження процесу плазмового зміцнення показали доцільність використання плазмових генераторів, що ...
