摘要: |
随着铁路货车提速重载的不断发展,车钩零件的疲劳和磨损问题日益突出,成为车钩失效的主要形式。车钩的早期失效,不仅缩短了车钩的使用寿命,而且极大地威胁着铁路运输的安全。
针对以上事实,该文对车钩零件疲劳和磨损失效的原因进行了分析,并对其失效机理进行了研究,提出了合理的热处理工艺及探伤工艺,并对批量生产的工艺方案进行了初步论证。
通过对车钩零件常见裂纹形貌的分析以及裂纹形成机理的研究,提出,车钩裂纹既有典型的表面裂纹,又有内部微观裂纹,其扩展方式既有穿晶型的,又有沿晶型的。而车钩零件产生裂纹的主要原因是铸造过程中形成的组织缺陷以及车钩在使用过程中的冲击和磨擦磨损所造成的应力集中。
研究表明,车钩磨损的主要形式是粘着磨损以及伴随粘着磨损而产生的磨粒磨损。该文通过剖析,探讨了磨屑形成的变形-断裂机制。认为车钩钩舌在使用过程中磨屑的形成是通过摩擦表面塑性变形,引起裂纹的萌生、扩展、断屑而产生的。
在对车钩零件进行了失效分析及机理研究的基础上,提出了不改变车钩现有材质(ZG25MnCrNiMo),而通过改变热处理工艺来提高车钩零件耐磨性的措施:ZG25MnCrNiMo车钩钩舌及钩体均进行调质处理,获得调质C级钢性能,使其具有较高的低温冲击韧性,更具低温抗脆断能力。然后再对易于磨损的钩舌s面及钩体尾部球面进行表面淬火+低温回火处理,使其具有较高的耐磨性能。
为了防止车钩疲劳断裂,提高车钩零件的使用寿命及可靠性,除改进生产工艺,减少原始裂纹外,最为有效的方法就是对车钩零件实施探伤检测,及时发现并清除车钩零件的表面裂纹及可能形成裂纹源的其他有害缺陷。该文对车钩零件表面缺陷种类及成因进行了分析,确定出车钩零件表面缺陷的检测方法为采用交叉线圈旋转磁场技术的磁粉探伤,同时采用湿法连续法工艺。此外,还对车钩零件探伤工艺要点进行了分析,对探伤灵敏度及磁化规范、磁悬液的浓度及清洁度以及车钩零件的探伤部位做了具体的规定。
为了将该文提出的热处理工艺及车钩零件的探伤工艺应用到生产实践中去,该文还对车钩钩舌S面及钩体尾部球面的中频感应加热淬火工艺方案以及车钩零件的磁粉探伤工艺方案进行了初步论证。
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