Публикации

Индукционно-металлургический способ (ИМС) восстановления и упрочнения изнашиваемых деталей транспортной техники, разработанный ФГУП «Инженерный центр «Сплав», позволяет повысить срок службы деталей в 5-20 раз и резко сократить расход наплавочных материалов.

Суть технологии состоит в следующем. На изношенную (в случае  восстановительной наплавки) или новую (в случае упрочняющей наплавки) стальную поверхность детали с помощью специальных дозаторов насыпается порошковая шихта заданного состава и толщины (с учетом усадки ее в 3 раза при проплавлении). Затем на расстоянии около 5 мм над поверхностью детали медленно проводится медный водоохлаждаемый индуктор, подключенный к высокочастотному (60-440 кГц) генератору (ВЧГ) мощностью 60-100 кВт. Магнитное поле от ВЧГ быстро разогревает поверхность металла до температуры плавления детали и шихты. Шихта расплавляется и создает на поверхности детали износостойкий слой заданной толщины (до 5 мм за один проход) и состава с чистотой поверхности, характерной для литой.

В итоге отпадает необходимость последующей механической обработки. Кроме того, расплавление шихты происходит при значительно более низкой температуре и на большей поверхности, чем при электродуговой наплавке штучным электродом, поэтому при ИМС минимизируются температурные напряжения и отсутствуют их концентрации в опасных сечениях детали. Кстати, многие аварии и сходы вагонов из-за излома боковых рам и надрессорных балок тележек грузовых вагонов произошли как раз по причине концентрации остаточных температурных напряжений, возникших при заварке трещин в указанных деталях и не снятых последующей термообработкой.

Практика применения ИМС-наплавки при ремонте железнодорожных деталей, например, корпусов автосцепок вагонов, показала, что сменяемость отремонтированных ИМС деталей снизилась в 30 раз, а износостойкость поднялась с 30 дней до 2-3 лет! Тот же эффект наблюдался при ремонте ИМС ножей бульдозеров, зубьев экскаваторов, деталей землеройной, дорожной и сельхозтехники. Неудивительно, что только на сети железных дорог СНГ уже создано более 50 участков по ремонту деталей с использованием технологии ИМС.

Участок ИМС-наплавки состоит из ВЧ генератора с комплектом индукторов для различных деталей, манипулятора для перемещения индуктора над поверхностью детали, комплекта оборудования для приготовления и дозирования шихты. Стоимость участка зависит от величины перемещаемых под индуктором деталей (т.е. от размера и сложности манипулятора), а также от количества обрабатываемых в смену деталей.

В последнее время разработаны методики ремонта деталей, которые запрещено наплавлять из-за высоких температурных напряжений, возникающих при наплавке. Для решения этой проблемы созданы съемные элементы, упрочненные ИМС и прикрепляемые к основной детали холоднотвердеющими смесями и клеями. Вторым новым направлением развития метода стал ремонт крупногабаритных деталей без снятия их с «места службы» (например, стрелочные переводы и крестовины ж.д.пути).

Очевидно, технология ИМС могла бы найти применение не только на ремонтных, но и на машиностроительных предприятиях, и наш 20-летний опыт подтверждает это в полной мере.

Александр Лапкин,

руководитель Уральского представительства Регистра сертификации на федеральном ж.д. транспорте, соавтор технологии ИМС, д.т.н.

Рис. 1. Установка для упрочнения накладки

Рис. 2. Процесс приклейки упрочненной накладки

Рис. 3. Упрочненная накладка