Abstrak: Retak permukaan pada rol bantalan kereta api dianalisis menggunakan metode seperti inspeksi partikel magnetik, pencucian asam dingin, dan pemeriksaan metalografi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa luka bakar pendinginan sekunder yang dihasilkan selama proses pembuatan roller adalah penyebab utama retak pada permukaan rolling rol. Dengan mengambil langkah -langkah seperti mengurangi kelonggaran penggilingan dari wajah ujung roller, meningkatkan tunjangan penggilingan diameter luar, dan memperkuat pengelolaan lengan, luka bakar yang disebabkan oleh pendinginan sekunder telah dihilangkan.
Kata kunci: bantalan kereta api; Rol; Menggiling; membakar; retakan
Selama pemeliharaan normal NJ (P) 3226X1 Roller Car Roller Roller setelah periode pemeliharaan, inspeksi partikel magnetik mengungkapkan satu atau beberapa retakan yang secara kasar didistribusikan di sepanjang arah aksial pada permukaan bergulir rol individu. Bahan roller adalah GCR15, dan instalasi dan waktu penggunaan roller terpanjang adalah 18 bulan. Jarak tempuh maksimum bus telah mencapai 700.000 kilometer. Teks berikut memberikan analisis terperinci dari empat sampel roller retak.
1. Inspeksi dan analisis
1.1 Pengamatan Morfologi Makroskopis
Pengamatan makroskopis dan inspeksi partikel magnetik dilakukan pada morfologi retak rol dalam 4 sampel (bernomor 1 # hingga 4 #), dan tidak ada bentuk kerusakan lain yang ditemukan pada permukaan bergulir dan wajah ujungnya kecuali untuk retakan. Morfologi retak rol 1 # hingga 4 # ditunjukkan pada Gambar 1, di antaranya 10 retakan dengan panjang 4. 7-9 mm diamati pada rol 1 #; Empat retakan dengan panjang 4-9. 5 mm diamati pada roller 2; Sebanyak 11 retakan dengan panjang mulai dari 3 hingga 20 mm diamati pada roller 3; Dua retakan dengan panjang 40 dan 45 mm diamati pada roller 4.
1.2 Inspeksi Proyek Rutin
Komposisi kimia, kekerasan, inklusi, dan struktur pendinginan dan temper dari keempat rol diinspeksi sesuai dengan TB\/T 3010-2001 "Kondisi teknis untuk memesan baja bantalan kromium karbon tinggi untuk rolling bantalan karbon tinggi", JB\/T {1255-2001 "Kondisi teknis untuk perlakuan panas karbon tinggi", {1255-2001 "Kondisi Teknis untuk Perlakuan Panas dari Panas Tinggi Karbon Tinggi" 2235-2010 "Standar Kontrol Kualitas untuk Bantalan Gulungan Kereta Api". Hasil penelitian menunjukkan bahwa bahan baku dan kualitas perlakuan panas dari rol berada dalam kisaran yang memenuhi syarat dan memenuhi persyaratan standar yang relevan.
Gambar 1 Crack Morfologi Roller
1.3 inspeksi pencucian asam
Empat rol retak mengalami cuci asam dingin sesuai dengan standar JB\/T 1255-2001, dan diamati bahwa ada beberapa tanda putih abu -abu terang atau putih cerah di sepanjang arah melingkar pada permukaan bergulir dari empat rol. Tepi area putih cerah dikelilingi oleh garis -garis hitam gelap, dan posisi retak semuanya berada di daerah putih abu -abu terang atau putih cerah, yang merupakan morfologi luka bakar yang khas. Morfologi pembakaran rol 3 # dan 4 # setelah pencucian asam ditunjukkan oleh panah pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2-3 # Roller Cold Acid Wash Burn Morfologi
Gambar 3 4 # Roller Cold Acid Wash Burn Morfologi
1.4 Analisis Fraktur
Menggunakan perangkat pemotongan kawat, roller 4 # dipotong secara horizontal. Sambil melindungi retakan asli dari kerusakan, ujung retakan lain pada roller 4 # terputus secara manual. Morfologi fraktur setelah pembukaan ditunjukkan pada Gambar 4. Mengamati permukaan fraktur, dapat ditemukan bahwa ada ridges radial di kedua sisi kotak elips (sesuai dengan area putih abu -abu dari permukaan yang ditandai oleh kotak elips pada Gambar 3), seperti yang ditunjukkan oleh panah pada arah yang ditunjukkan pada gambar. Berdasarkan arah mereka, dapat ditentukan bahwa area yang terbakar pada permukaan rol adalah area sumber retak.
Gambar 4: Morfologi fraktur retak rol # 4
Pemeriksaan metalografi di kedua sisi retak 1,5
Pilih area putih cerah di sepanjang keliling roller 4 #, potong dan giling secara horizontal, dan gunakan alkohol asam nitrat 4% untuk mengorot sebelum menempatkannya di bawah mikroskop untuk observasi. Ditemukan bahwa tidak ada dekarburisasi di kedua sisi retakan. Lapisan terang putih yang sangat tipis di permukaan adalah struktur martensit sekunder yang dipadamkan dengan kedalaman sekitar 10-30 μ m, dan struktur tempered suhu tinggi di bawah permukaan sekitar 70-140 μ m. Inti dari matriks adalah struktur metalografi normal. Retak dimulai dari lapisan terang putih martensit sekunder memadamkan di permukaan dan memanjang ke matriks. Struktur metalografi di kedua sisi roller 4 # ditunjukkan pada Gambar 5.
Dari hasil inspeksi di atas, dapat dilihat bahwa satu atau beberapa retakan yang muncul pada permukaan bergulir rol individu dalam bantalan kereta api terkait dengan luka bakar pendinginan sekunder pada permukaan rol.
Gambar 5: Struktur metalografi di kedua sisi roller 4 #
2. Analisis penyebab luka bakar
2.1 Investigasi dan analisis penggunaan rol retak
Bantalan kereta api adalah komponen utama bogie kendaraan, dipasang berpasangan di kotak gandar dan dilumasi dengan minyak IV kereta api. Mereka harus menahan beban radial dan aksial tertentu, dan kesalahan umum termasuk pengelupasan permukaan yang bekerja, retakan kelelahan, lubang, dan tanda korosi listrik. Mengenai terjadinya retakan rol, investigasi di tempat menemukan bahwa kecuali untuk beberapa roller dengan luka bakar dan retakan, tidak ada kelainan pada penampilan, warna pelumas, dan status pelumasan dari bagian lain dari bantalan. Inspeksi partikel magnetik menegaskan bahwa tidak ada retakan yang ditemukan pada permukaan cincin bagian dalam dan luar; Menurut data suhu yang dicatat oleh alarm suhu gandar kendaraan, dapat dilihat bahwa kenaikan suhu bantalan kotak gandar juga normal. Korosi permukaan rolling retak retak dilakukan dengan menggunakan larutan alkohol asam nitrat 3%, dan pengamatan di bawah mikroskop 400x mengkonfirmasi bahwa tidak ada tanda -tanda korosi listrik pada permukaan bergulir. Karena fakta bahwa morfologi retak dari roller yang salah adalah retak lurus longitudinal dengan panjang yang bervariasi, dan lokasi kejadian juga berada pada permukaan yang bergulir, pola distribusi lapisan luka bakar berbeda dari yang disebabkan oleh erosi listrik (pola distribusi lapisan erosi listrik sebagian besar merupakan busur sirkuler). Oleh karena itu, dapat dikesampingkan bahwa luka bakar dan retak permukaan rolling roller disebabkan oleh pelumasan yang buruk atau erosi listrik selama pengoperasian bantalan. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa luka bakar pada permukaan gulung roller terjadi selama proses pembuatan, dan retak permukaan rolling roller mungkin disebabkan oleh inisiasi dan perambatan retakan kelelahan di lokasi pembakaran di bawah stres kontak yang bergantian.
2.2 Mekanisme Formasi dan Karakteristik Geriding Burns
Ketika bagian bantalan ditumbuk setelah perlakuan panas, suhu tinggi dihasilkan pada permukaan bagian karena panas penggilingan, menyebabkan perubahan lokal pada struktur dan sifat permukaan. Jenis cacat ini biasanya disebut sebagai luka bakar. Luka bakar penggilingan umumnya dibagi menjadi dua jenis: satu adalah luka bakar tempering suhu tinggi; Tipe lainnya adalah luka bakar pendinginan sekunder.
Kisaran suhu untuk luka bakar tempering suhu tinggi adalah dari atas suhu tempering bagian hingga di bawah suhu kritis AC1 dari transisi fase baja, sekitar 200 dan 745 derajat. Pada suhu ini, martensit superfisial dan struktur austenit residual akan terurai dan berubah menjadi struktur martensit atau martensit, yang memiliki ketahanan korosi asam yang buruk dan tampak hitam gelap setelah pencucian asam dingin. Oleh karena itu, luka bakar tempering suhu tinggi juga dikenal sebagai "luka bakar hitam".
Suhu tinggi instan lokal yang dihasilkan oleh pembakaran jenis pendinginan sekunder terjadi di atas suhu kritis AC1 dari transformasi baja, yaitu sekitar 800 derajat atau lebih. Struktur martensit superfisial mengalami transformasi fase dan berubah menjadi austenite, yang kemudian didinginkan dengan memotong cairan dan dipadamkan kembali untuk membentuk lapisan martensit sekunder. Struktur ini tidak mudah terkorosi oleh asam, jadi setelah pencucian asam dingin, permukaan luka bakar berwarna abu -abu putih atau putih cerah, dan daerah sekitarnya berwarna hitam gelap. Oleh karena itu, pembakaran tipe pendinginan sekunder juga dikenal sebagai "luka bakar putih". Jenis pembakaran tipe pendinginan sekunder akan menghasilkan tegangan tarik yang signifikan pada permukaan benda kerja, yang dapat menginduksi retakan dalam kondisi tertentu. Selama proses penggilingan, area luka bakar pendinginan sekunder rentan untuk menghasilkan retakan penggilingan di bawah aksi tegangan gerinda. Biasanya, retakan gerinda sangat kecil dan tidak dapat dideteksi dengan pengamatan mata telanjang. Metode inspeksi partikel magnetik harus digunakan untuk mengidentifikasinya.
2.3 Investigasi cedera luka bakar pada permukaan pemrosesan rol
Permukaan penggilingan roller termasuk permukaan berdiameter luar dan dua wajah ujung. Proses penggilingan permukaan diameter luar menggunakan penggiling tanpa pusat tipe melalui penggilingan terus menerus, yang dibagi menjadi empat proses: penggilingan kasar, penggilingan halus, penggilingan halus, dan presisi ultra. Sebanyak 10 proses penggilingan dan ultra presisi selesai. Permukaan diameter luar dari rol diproses menggunakan penggiling tanpa pusat tipe, dengan laju umpan kecil dan kondisi pendinginan yang baik, dan umumnya tidak menyebabkan luka bakar pendinginan sekunder. Proses Diameter Luar Penggilingan Presisi mengadopsi penggiling tanpa pusat CNC yang sepenuhnya otomatis, yang memiliki diagnosis otomatis, alarm, dan fungsi perlindungan. Setelah kelainan terjadi selama proses pemesinan, peralatan akan mengeluarkan perintah berhenti, dan juga tidak mungkin untuk menghasilkan luka bakar giling melingkar. Investigasi proses diameter luar gerinda yang kasar, total 5009 catatan inspeksi acar roller ditinjau, dan tidak ada fenomena luka bakar yang ditemukan. Pemrosesan wajah ujung roller mengadopsi penggiling wajah ujung ganda horizontal untuk menggiling kedua ujung ujungnya secara bersamaan, dibagi menjadi proses penggilingan kasar dan penggilingan halus. Setelah diselidiki, ditemukan bahwa ada jejak regangan lengan baja pada permukaan diameter luar dari ground rol oleh penggiling ganda sumbu horizontal M775B1. Setelah penggilingan halus dengan diameter luar dan inspeksi pencucian asam, ditemukan bahwa ada bekas luka bakar di permukaan diameter luar rol.
2.4 Tes Reproduksi
Rencana uji penggilingan simulasi telah dikembangkan untuk karakteristik tanpa pusat melalui penggilingan, yang melibatkan peningkatan jumlah dan kecepatan gerinda secara artifisial, tidak tepat waktu mendandani roda gerinda, mematikan atau mengurangi laju aliran fluida pemotongan, atau pemadaman listrik tiba -tiba selama penggilingan. Kondisi pengujian ini menyebabkan suhu di area penggilingan meningkat dengan cepat. Setelah beberapa tes, hanya goresan dan luka bakar hitam spiral pada permukaan diameter luar rol yang ditemukan. Namun, tes simulasi dilakukan pada penggiling wajah ujung ganda di bawah kondisi penggilingan yang keras (menggunakan peningkatan gerinda ujung, lengan tua yang dikenakan, mengurangi aliran cairan pemotongan, pasif roda, dll.), Dan hasilnya menunjukkan bekas luka bakar dengan permukaan quench yang diameter di horion. roller.
Gambar 6 Tanda terbakar yang dihasilkan dengan menggiling wajah ganda
Melalui analisis mendalam tentang prinsip penggilingan dan karakteristik dari proses penggilingan wajah ganda, ditemukan bahwa ketika roller penggilingan, rol memasuki 25 lengan silinder pada cakram penggilingan melingkar penggiling. Cakram gerinda berputar dan mengirim rol ke area gerinda roda gerinda. Cakram gerinda dan roda gerinda berputar relatif satu sama lain, dan roda gerinda kiri dan kanan secara bersamaan menggiling kedua ujung ujungnya. Selama penggilingan, permukaan diameter luar dari rol dan dinding bagian dalam lengan baja menghasilkan gesekan besar, membentuk suhu tinggi instan. Karena celah kecil antara selongsong dan rol, cairan pemotongan sulit untuk didinginkan dalam waktu. Ketika kondisi penggilingan memburuk (seperti tunjangan pemesinan berlebihan pada permukaan ujung), suhu akan dengan cepat naik di atas suhu kritis transisi fase baja. Ketika roller berputar dengan cakram gerinda ke refluks cairan pemotongan di bagian bawah, itu akan didinginkan dengan cepat, menghasilkan pembakaran tipe pendingin sekunder jika kelonggaran permukaan dari proses diameter luar terlalu kecil, jaringan luka bakar tidak dihilangkan dan tetap berada di permukaan roller.
3. Langkah -langkah pencegahan
Saat menggunakan penggiling ujung sumbu horizontal untuk menggiling wajah ujung rol, permukaan diameter luar rol rentan terhadap terbakar. Metode untuk mencegah luka bakar adalah mengurangi generasi panas gesekan antara dinding bagian dalam lengan dan permukaan diameter luar rol. Langkah -langkah pencegahan yang disarankan meliputi: (1) Menyesuaikan aliran proses dan meningkatkan tunjangan penggilingan dari diameter luar rol setelah menggiling permukaan ujung ganda. Tambahkan proses diameter luar gerinda yang kasar dan sesuaikan proses wajah ganda penggilingan kasar asli dan proses permukaan ujung ganda yang halus setelah proses diameter luar gerinda yang kasar; Sebelum penggilingan kasar dari proses diameter luar, sesuaikan tunjangan penggilingan diameter luar setelah menggiling ujung ujung ganda dari {{1} {06-0 {4 {4} 8 {{8 {{{8 {{{8 {{{8 {{{8 {{{{8 {{{{8 {{{{8 {{{{8 {{{{{{{{{{{5 {, roller; (2) Kurangi tunjangan gerinda dari wajah ganda roller. Clearance dari wajah ujung ganda telah disesuaikan dari 0. 45-0. 60 mm ke 0. 20-0. 40 mm, dan dimensi panjang pemesinan yang masuk akal telah diformulasikan. Laju perubahan dimensi setelah perlakuan panas dikontrol secara ketat untuk memastikan bahwa dimensi panjang roller yang memasuki proses penggilingan permukaan ujung ganda dikontrol dalam kisaran toleransi standar, mengurangi gaya pemotongan dan gesekan pada dinding bagian dalam lengan; (3) Tingkatkan struktur lengan. Buat port tuang cairan cairan di permukaan luar lengan, yang dapat memungkinkan cairan pemotongan mengalir dengan halus ke dinding bagian dalam lengan selama pemrosesan, mengurangi panas gesekan, dan menghindari luka bakar permukaan; (4) Memperkuat manajemen perlengkapan penting seperti lengan dan secara ketat menerapkan peraturan untuk mengganti lengan. Ketika jumlah rol yang diproses dalam proses penggilingan wajah ganda mencapai 200000 hingga 250000 atau runout wajah ujung roller melebihi toleransi, semua lengan harus diganti; Jika masih ada bekas luka bakar pada permukaan diameter luar rol setelah penggilingan ujung ganda dan inspeksi pencucian asam (sampai proses diameter luar yang kasar), semua lengan harus diganti; (5) Meningkatkan dokumen proses dan membakukan standar inspeksi pencucian asam. Tentukan waktu, frekuensi, dan jumlah inspeksi pencucian asam, mengklarifikasi persyaratan untuk menangani kasus luka bakar yang ditemukan selama pencucian asam, dan segera dan secara akurat mengidentifikasi masalah kualitas luka bakar.
2025 Mei3Rekomendasi Produk WBM Minggu:
Pemotong:
WBM menghasilkan rol lancip mati dengan efisiensi dan otomatisasi tinggi. Rol dibentuk pada satu pers heading dingin otomatis dan diberi makan, dipotong, dan ditinju ke dalam die selama lima langkah.
Kami dapat menghasilkan berbagai jenis dan ukuran roller lancip dies dengan jaminan kualitas, termasuk: kombinasi pukulan, lengan luar, blade, pukulan kombinasi, silinder umpan, kombinasi mati, lengan lapisan ganda, insert.
