ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ КРАНОВЫХ РЕЛЬСОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЛАЗМЕННОЙ ДИСКРЕТНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ

В ходе эксплуатации кранов происходит интенсивное изнашивание крановых колес и рельсов. Поэтому повышение работоспособности этих деталей актуально. Перспективным направлением является поверхностная обработка высококонцентрированными потоками энергии: лазерным лучом, плазменной струей. Предлагается применять градиентную поверхностную плазменную обработку с целью повышения работоспособности крановых рельсов.
Для проведения исследований на крановые рельсы наносили упрочненные зоны при разных режимах обработки. Микротвердость измеряли как на поверхности, так и по глубине на специально изготовленных шлифах. Приведены результаты исследования влияния плазменного поверхностного упрочнения на износостойкость крановых рельсов. Изменение параметров плазменной обработки (ток, скорость перемещения плазмотрона, расход плазмообразующего газа аргона) позволяет получать требуемые твердость и структуру стали, а выбор оптимального расположения упрочненных зон дает возможность существенно повысить износо- и трещиностойкость. Плазменная закалка способствует получению структуры высокодисперсного мартенсита преимущественно пластинчатой морфологии и более высокой твердости по сравнению с закалкой токами высокой частоты или наплавкой. Испытаниями на износостойкость углеродистых сталей установлено, что плазменная поверхностная обработка в 2–3 раза снижает интенсивность абразивного изнашивания по сравнению с исходным состоянием. Достаточно резкая граница между упрочненными и неупрочненными участками благоприятно влияет на работоспособность деталей в условиях действия динамических нагрузок, способствуя торможению трещин при переходе из твердого в мягкий металл. Для углеродистых и низколегированных рельсовых сталей плазменное упрочнение по достигаемым свойствам может эффективно заменить закалку токами высокой частоты или наплавку. Установлен диапазон режимов плазменной обработки, который позволяет получить поверхностный слой с определенным комплексом эксплуатационных свойств.

1. Петров, С. В. «Скорая помощь» для железных дорог / С. В. Петров // Мир техники и технологий. 2005. № 2. С. 40–42.

2. Упрочнение боковых граней головок железнодорожных рельсов электронно-лучевой обработкой в воздушной среде / В. А. Батаев [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 12. С. 14–18.

3. Самотугин, С. С. Плазменное упрочнение инструментальных материалов / С. С. Самотугин, Л. К. Лещинский. Донецк: Новый мир, 2002. 383 с.

4. Ляшенко, Б. А. Упрочнение поверхностей металлов покрытиями дискретной структуры с повышенной

5. адгезионной и когезионной стойкостью / Б. А. Ляшенко, Ю. А. Кузема, М. С. Дигам. Киев: Препринт ИПП АН УССР, 1984. 57 с.

6. Технологические основы нанесения упрочняющих покрытий дискретного строения на изделия из чугуна / С. С. Самотугин [и др.] // Научные проблемы современной металлургии: сб. науч. тр. Мариуполь: ПГТУ, 2007. С. 162–172.

7. Ляшенко, Б. А. Упрочняющие покрытия дискретной структуры / Б. А. Ляшенко, А. Я. Мовшович, А. И. Долматов // Технологические системы. 2001. № 4. С. 17–25.

8. Подгайский, М. С. Термическое армирование проката / М. С. Подгайский // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. № 10. С. 20–23.

9. Сафонов, Е. Н. Закалка поверхностного слоя деталей машин плазменной дугой прямого действия / Е. Н. Сафонов, И. С. Дружинин, Н. В. Орлова // Упрочняющие технологии и покрытия. 2010. № 9. С. 23–29.

10. Ананьев, А. М. Исследование износостойкости материалов крановых рельсов и колес / А. М. Ананьев, В. А. Коротков // Вестник машиностроения. 2011. № 8. С. 35–37.

11. Особенности структуры поверхностных слоев металла бандажей железнодорожных колес после плазменной обработки / Л. И. Маркашова [и др.] // Автоматическая сварка. 2005. № 1. С. 22–25.