Oberflächenbehandlungstechnologie und Lösungen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit für elastische Federn
Was sind die Hauptarten und Einflussfaktoren des Oberflächenverschleißes von elastischen Stäben?
Zu den Hauptarten des Oberflächenverschleißes von elastischen Stäben gehören:adhäsiver Verschleiß, abrasiver Verschleiß und Ermüdungsverschleiß. Am Kontaktteil zwischen der elastischen Stange und dem Endmaß kommt es zu adhäsivem Verschleiß. Aufgrund der Rad-{2}}Schienenvibration haftet das Metall an der Kontaktfläche und anschließend werden die Klebepunkte abgerissen, wodurch Verschleißspuren entstehen. Abrasiver Verschleiß wird dadurch verursacht, dass harte Partikel wie Sand und Rost von außen in die Kontaktschnittstelle eindringen. Diese Partikel verursachen Kratzer auf der Oberfläche der elastischen Stange und beschleunigen den Verschleißprozess. Unter Ermüdungsverschleiß versteht man, dass unter der Einwirkung langfristiger Wechselbelastung Mikrorisse auf der Oberfläche des elastischen Stabs entstehen und die Ausdehnung der Risse zum Abblättern des Materials und zur Bildung von Lochfraß führt. Zu den Faktoren, die den Verschleiß beeinflussen, gehören vor allem der Anpressdruck, die Vibrationsfrequenz und die Umgebungsbedingungen. Je höher der Anpressdruck, desto schneller erfolgt der Verschleiß. Eine zu hohe Vorspannung der elastischen Stange erhöht den Anpressdruck; Je höher die Betriebsgeschwindigkeit des Zuges, desto höher die Vibrationsfrequenz und desto höher die Anzahl der Verschleißzyklen. Die feuchte und staubige Umgebung verstärkt den abrasiven und adhäsiven Verschleiß und verkürzt die Lebensdauer der elastischen Stange.
Was sind die wichtigsten technischen Arten und Prozesspunkte der Oberflächenbehandlung elastischer Stangen?
Zu den wichtigsten technischen Arten der Oberflächenbehandlung von elastischen Stäben gehören:Phosphatierungsbehandlung, Kugelstrahlenverstärkung und Dacromet-Behandlung. Bei der Phosphatierungsbehandlung wird der elastische Stab in eine Phosphatierungslösung getaucht, um auf seiner Oberfläche einen Phosphatschutzfilm zu bilden. Die Filmdicke wird auf 5-10μm eingestellt, die Temperatur der Phosphatierungslösung beträgt 50-60 Grad und die Behandlungszeit beträgt 15-20 Minuten. Der Phosphatierungsfilm kann die Verschleißfestigkeit und Rostbeständigkeit des elastischen Stabes erhöhen und die Haftung nachfolgender Beschichtungen verbessern. Bei der Verfestigung durch Kugelstrahlen wird die Oberfläche des elastischen Stabs mit Hochgeschwindigkeitsstahlkugeln beaufschlagt, um eine Restdruckspannung auf der Oberfläche zu erzeugen. Der Durchmesser von Stahlkugeln beträgt 0,2–0,4 mm, die Strahlintensität beträgt 0,2–0,3 A und die Abdeckungsrate ist größer oder gleich 100 %. Die Restdruckspannung kann die Entstehung von Ermüdungsrissen verhindern und die Anti-Ermüdungs-Verschleißleistung des elastischen Stabs verbessern. Bei der Dacromet-Behandlung wird der elastische Stab in eine Dacromet-Beschichtungslösung getaucht und nach dem Backen und Aushärten entsteht eine Zink-Aluminium-Beschichtung. Der Zink-Aluminium-Pulvergehalt der Beschichtungslösung beträgt mindestens 80 %, die Einbrenntemperatur beträgt 300–350 Grad, die Zeit beträgt 30 Minuten und die Beschichtungsdicke beträgt 6–8 μm, was eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist. Die drei Prozesse sollten nacheinander durchgeführt werden: zuerst die Phosphatierungsbehandlung, dann die Verfestigung durch Kugelstrahlen und schließlich die Dacromet-Behandlung, um den optimalen Oberflächenbehandlungseffekt sicherzustellen.
Was ist der Verbesserungsmechanismus der Phosphatierungsbehandlung für die Verschleißfestigkeit von elastischen Stäben?
Der Verbesserungsmechanismus der Phosphatierungsbehandlung auf die Verschleißfestigkeit elastischer Stäbe spiegelt sich hauptsächlich in zwei Aspekten wider:Reduzierung des Reibungskoeffizienten und Bildung einer Schutzbarriere. Der Phosphatierungsfilm ist eine poröse Kristallstruktur, die Schmieröl speichern, an der Kontaktschnittstelle zwischen der elastischen Stange und dem Endmaß einen Ölfilm bilden, den Reibungskoeffizienten von 0,3 auf unter 0,1 reduzieren und das Auftreten von Adhäsionsverschleiß reduzieren kann. Die Härte des Phosphatierungsfilms ist höher als die der elastischen Stabmatrix, die Vickers-Härte kann 300-400HV erreichen, was dem Verkratzen harter Partikel widerstehen und Schäden durch abrasiven Verschleiß an der Matrix verhindern kann. Der Phosphatierungsfilm kann außerdem den Kontakt zwischen Luft, Feuchtigkeit und der elastischen Stabmatrix isolieren, das Rosten der Matrix verhindern und abrasiven Verschleiß durch Rostpartikel vermeiden. Darüber hinaus kann der Phosphatierungsfilm die Rauheit der Oberfläche des elastischen Stabs verbessern, die Wirkung der anschließenden Verstärkung durch Kugelstrahlen verbessern, die Tiefe der Restdruckspannungsschicht vertiefen und die Verteilung gleichmäßiger machen und die Anti--Verschleißleistung des elastischen Stabs weiter verbessern. Durch die Phosphatierungsbehandlung kann die Verschleißfestigkeitslebensdauer der elastischen Stange um 20 % bis 30 % verlängert werden, wodurch die Einsatzanforderungen von Hochgeschwindigkeitsbahnen und Schwerlastbahnen erfüllt werden.
Was sind die Auswahlunterschiede der Oberflächenbehandlungstechnologien für verschiedene Arten von elastischen Stäben?
Die Auswahlunterschiede der Oberflächenbehandlungstechnologien für verschiedene Arten von elastischen Stäben werden hauptsächlich durch bestimmtdas Material und Anwendungsszenario der elastischen Stange. Der elastische Stab vom Typ W-, der in Hochgeschwindigkeitsbahnen verwendet wird, besteht aus 55SiCrA mit hohem Elastizitätsmodul und großer Vorspannung und muss angepasst werdenPhosphatieren + Kugelstrahlen + DacrometVerbundbehandlungstechnologie, um sicherzustellen, dass die Verschleißfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit den Standards entsprechen und sich an die Betriebsumgebung mit hochfrequenten Vibrationen anpassen. Die elastische Stange vom Typ Ω-, die in Schwerlastbahnen verwendet wird, verfügt über eine starke Tragfähigkeit und einen großen Kontaktdruck und muss hinzugefügt werdenHartanodisierungsbehandlungauf Basis der Verbundbehandlungstechnologie. Die Dicke des eloxierten Films ist größer oder gleich 10 μm, die Härte ist größer oder gleich 500 HV, was die Anti--Verschleißleistung weiter verbessert. Die elastische Stange vom Typ E-, die in gewöhnlichen-Hochgeschwindigkeitsbahnen verwendet wird, weist eine relativ milde Betriebsumgebung auf und kann übernommen werdenPhosphatieren + Kugelstrahlenvereinfachte Behandlungstechnologie zur Reduzierung der Produktionskosten und zur Erfüllung grundlegender Anforderungen an die Verschleißfestigkeit. Aufgrund häufiger Starts und Stopps und großer Vibrationseinflüsse müssen die im städtischen Schienenverkehr verwendeten elastischen Stangen angepasst werdenKugelstrahlen + elektrophoretische BeschichtungBehandlungstechnik. Die Haftung der elektrophoretischen Beschichtung beträgt mindestens 4 MPa und die Schlagfestigkeit beträgt mindestens 50 kg·cm, wodurch eine Anpassung an die komplexe Betriebsumgebung erfolgt.
Welche Nachweismethoden und Akzeptanzstandards gibt es für die Qualität der Oberflächenbehandlung von elastischen Stäben?
Zu den Nachweismethoden für die Oberflächenbehandlungsqualität von elastischen Stäben gehören:Aussehensinspektion, Filmdickeninspektion und Leistungsinspektion. Bei der Prüfung des Erscheinungsbilds erfolgt die visuelle Methode. Dabei muss die Behandlungsschicht auf der Oberfläche des elastischen Stabs gleichmäßig und kontinuierlich sein, ohne fehlende Beschichtung, Abblättern, Abplatzungen und andere Mängel. Der Phosphatierungsfilm ist grau oder schwarz und die Dacromet-Beschichtung ist silbergrau. Bei der Filmdickenprüfung wird ein Wirbelstromdickenmessgerät eingesetzt. Die Dicke des Phosphatierungsfilms beträgt 5-10 μm, die Dicke der Dacromet-Beschichtung beträgt 6–8 μm, die Dicke des Eloxalfilms ist größer oder gleich 10 μm und die Dickenabweichung beträgt weniger als oder gleich ±1 μm. Zu den Leistungstests gehören ein Reibungskoeffiziententest, ein Salzsprühtest und ein Ermüdungsverschleißtest. Der Reibungskoeffizient sollte kleiner oder gleich 0,1 sein, die Salzsprühtest-Korrosionsbeständigkeitszeit sollte größer oder gleich 1000 Stunden sein und der Ermüdungsverschleißtest erfordert, dass der elastische Stab unter 1×10⁷ Zyklen wechselnder Belastung keinen offensichtlichen Verschleiß aufweist. Der Akzeptanzstandard basiert auf TB/T 3395-2015. Die Qualifikationsrate der Prüfung des Erscheinungsbilds sollte 100 % betragen, und die Qualifikationsrate der Filmdicken- und Leistungsprüfung sollte größer oder gleich 98 % sein. Nicht qualifizierte elastische Stäbe müssen erneut oberflächenbehandelt werden, bis sie den Standards entsprechen.