Tecnologia di rinforzo laser della superficie e migliore resistenza all'usura delle guide standard
Quali sono i parametri di processo principali e le caratteristiche dello strato indurito della tempra superficiale laser per le guide standard nazionali?
I parametri principali del processo di indurimento della superficie laser per le rotaie standard nazionali devono controllare con precisione la potenza del laser, la velocità di scansione e la quantità di sfocatura, che determinano congiuntamente la qualità dello strato indurito. La potenza del laser è controllata a 2000-3000 W; una potenza insufficiente non può ottenere l'austenitizzazione della superficie della rotaia, mentre una potenza eccessiva causerà lo scioglimento della superficie della rotaia. La velocità di scansione è 5-8 mm/s; una velocità troppo elevata produce uno strato indurito troppo sottile, mentre una velocità troppo lenta porta a una zona alterata dal calore di grandi dimensioni. La quantità di sfocatura è di +5mm per garantire che il raggio laser formi un punto luminoso uniforme sulla superficie del binario. Dopo l'indurimento al laser, sul battistrada della rotaia si forma uno strato indurito spesso 0,8-1,2 mm, la cui microstruttura è martensite a grana fine, e la durezza superficiale raggiunge HRC58-62, molto superiore alla HRC30-35 del battistrada tradizionale. Nel frattempo, lo strato indurito è legato metallurgicamente al materiale di base con una forza di adesione maggiore o uguale a 300 MPa, senza cadere e può sopportare carichi di impatto ripetuti di ruota e rotaia. Inoltre, la resistenza all'usura dello strato indurito aumenta di oltre l'80%, riducendo efficacemente l'usura della rotaia.
Quali sono le differenze in termini di prestazioni del servizio tra le rotaie standard nazionali-temprate al laser e le rotaie standard nazionali ordinarie?
Le differenze nelle prestazioni di servizio tra le rotaie standard nazionali-temprate al laser e le rotaie standard nazionali ordinarie si riflettono principalmente nella durezza superficiale, nella resistenza all'usura e nella resistenza alla fatica. La durezza della superficie del battistrada delle rotaie temprate al laser-è quasi raddoppiata, il che può resistere efficacemente alla deformazione plastica causata dal contatto delle ruote-rotaie, mentre le rotaie ordinarie sono inclini alla depressione del battistrada in caso di attrito-a lungo termine. In termini di resistenza all'usura, l'usura annuale delle rotaie temprate al laser- è inferiore o uguale a 0,2 mm, ovvero 1/3 di quella delle rotaie ordinarie, e la durata di servizio può essere estesa da 10 anni a più di 25 anni nelle linee di trasporto pesante-. In termini di resistenza alla fatica, lo stress di compressione residuo superficiale delle rotaie temprate al laser-può raggiungere 200-300 MPa, il che può inibire l'inizio e la propagazione delle cricche da fatica, e la loro durata a fatica è aumentata di oltre il 60% rispetto alle rotaie ordinarie. Inoltre, il picco di stress da contatto della ruota-rotaia delle rotaie temprate al laser è ridotto del 25%, riducendo così le vibrazioni e il rumore tra ruota e rotaia e rendendo il funzionamento della linea più stabile. Le rotaie ordinarie sono soggette a fratture a causa della propagazione delle crepe superficiali, dell'aumento dei costi di manutenzione della linea e dei potenziali rischi per la sicurezza.
Quali sono i requisiti di adattamento del processo di tempra laser per le rotaie standard nazionali in diverse condizioni di lavoro della linea?
I requisiti di adattamento del processo di indurimento laser per le rotaie standard nazionali in diverse condizioni di lavoro della linea sono fondamentali per regolare lo spessore dello strato indurito e la modalità di scansione laser per adattarli alle caratteristiche di carico della linea. Per le linee ferroviarie ad alta-velocità con piccola sollecitazione da contatto su ruota-rotaia ma elevata frequenza di attrito, lo spessore dello strato indurito deve essere di 0,8-1,0 mm e viene adottata la scansione laser continua per garantire la planarità della superficie del battistrada ed evitare di compromettere la scorrevolezza del funzionamento del treno. Per le linee ferroviarie di trasporto pesante-con carico per asse di grandi dimensioni e forte carico d'urto, lo spessore dello strato indurito viene aumentato a 1,0-1,2 mm e viene adottata la scansione laser pulsata per migliorare la compattezza dello strato indurito e aumentare la resistenza all'impatto. Per le linee ferroviarie a velocità ordinaria con carico e frequenza di attrito moderati, lo spessore dello strato indurito è di 0,9 mm e la scansione laser continua è sufficiente, bilanciando prestazioni e costi di elaborazione. L'usura laterale delle rotaie nelle sezioni curve di piccolo raggio è grave, quindi anche la superficie laterale necessita di indurimento al laser oltre al battistrada, lo spessore dello strato indurito è di 0,6-0,8 mm e la larghezza di scansione viene aumentata a 50 mm per migliorare complessivamente la resistenza all'usura.
Quali sono i punti chiave della lavorazione e della costruzione dell'indurimento superficiale al laser per le guide standard nazionali?
I punti chiave di elaborazione e costruzione dell'indurimento superficiale laser per le rotaie standard nazionali sono concentrati nel pretrattamento del substrato e nel controllo del processo di elaborazione laser per garantire che l'effetto di indurimento soddisfi gli standard. Prima della lavorazione, il rivestimento della rotaia deve essere pretrattato e la ruggine, le incrostazioni di ossido e lo strato di usura sulla superficie vengono rimossi mediante una levigatrice. La rugosità superficiale dopo la levigatura è controllata a Ra1,6-Ra3,2μm per evitare impurità che influenzino l'interazione tra laser e substrato. Per fissare il binario durante la lavorazione laser vengono utilizzati strumenti speciali per garantire che la posizione relativa tra il binario e la testa laser rimanga invariata, con una deviazione di scansione inferiore o uguale a 0,1 mm. Durante la lavorazione viene adottata la protezione con gas Argon con una portata di 10-15 L/min per prevenire l'ossidazione della superficie della rotaia ad alta temperatura e la formazione di incrostazioni di ossido che compromettono la qualità dello strato indurito. Dopo la lavorazione, lo strato indurito viene testato, la durezza superficiale viene rilevata da un durometro e lo spessore dello strato indurito viene rilevato da uno spessimetro a ultrasuoni. Le parti non qualificate devono essere nuovamente temprate al laser. Inoltre, il battistrada lavorato deve essere leggermente levigato per rimuovere piccole scorie sulla superficie e garantire la levigatezza del battistrada.
Quali sono le precauzioni-di posa e manutenzione in loco per le rotaie standard nazionali-temprate al laser?
La-posa e la manutenzione in loco delle rotaie standard nazionali-indurite al laser devono concentrarsi sulla posa dei giunti di testa e sulla protezione della superficie per garantire le prestazioni dello strato indurito. Durante la posa, i giunti di testa delle rotaie temprate al laser-devono essere rettificati-di precisione, con una deviazione di altezza inferiore o uguale a 0,1 mm e un disallineamento sinistra-destra inferiore o uguale a 0,1 mm in corrispondenza dei giunti, evitando gradini in corrispondenza dei giunti che causano l'impatto della ruota-rotaia con il danneggiamento dello strato indurito. Dopo la posa, è necessario applicare uno speciale grasso lubrificante antiruggine al rivestimento della rotaia per evitare che lo strato indurito si arrugginisca in un ambiente umido e ridurre l'attrito a secco tra ruota e rotaia. Durante la manutenzione, il ciclo di ispezione viene esteso a 6 mesi rispetto alle rotaie ordinarie e il punto chiave dell'ispezione è verificare se lo strato indurito presenta crepe o cadute. Quando vengono trovate piccole crepe, devono essere trattate in tempo con una levigatrice per prevenire la propagazione della fessura. È severamente vietato colpire lo strato indurito del rivestimento della rotaia con utensili duri per evitare danni allo strato indurito. Inoltre, la quantità di macinazione deve essere rigorosamente controllata entro 0,1 mm durante la manutenzione della macinazione delle rotaie per evitare di macinare lo strato indurito ed esporre il materiale di base.