Способ упрочнения стальных колес

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к методам упрочнения стальных литых и цельнокатаных колес Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости Способ упрочнения стальных колес включает термическую обработку обода, армирование слоя, прилегающего к поверхности катания колеса в радиальном направлении,а на поверхности катания выполняют глухие отверстия, стенки которых обладают твердостью, превосходящей твердость материала, в котором они выполнены Угол между нормалью к рабочей поверхности колеса Б данной точке и осью отверстия изменяется в пределах 0-45° 2 з п сЬ-лы 2 ил СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 0 9/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(- "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655626/02 (22) 27.02,89 (46) 23.11.91. Бюл. N 43 (71) Научно-производственное обьединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятих черной металлургии "Черметмеханизация" (72) В.И.Спицкий, А,А.Костенко, Л.И.Панасенко, А.Н,Емельянов, Л,А.Савченко и

Е.Г.Козодаев (53) 621.785.79(088.8) (56) РИС, Технология машиностроения, М 2, 78. Реф, 2Б157.

Патент США М 4492265, кл. 8 22 D 19/14, 1985. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬН6!ХКОЛЕС

Изобретение относится к металлугии, а именно к методам упрочнения стальных литых и цельнокатаных колес, Известен способ повышения эксплуатационной стойкости колес путем термической обработки, обеспечивающей получение в рабочем слое обода колеса структуры пластинчатого сорбита.

Недостатком данного способа является то, что при эксплуатации в поверхностном слое возникают большие контактные напряжения, которые приводят к появлению дефектов типа выкрашиваний.

Наиболее близким по совокупности признаков является способ упрочнения рабочих поверхностей литых изделий методом эрмирования.

;»« Ы „1693094 Al

{57) Изобретение относится к металлургии, а именно к методам упрочнения стальных литых и цельнокатаных колес, Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости. Способ упрочнения стальных колес включает термическую обработку обода, армирование слоя, прилегающего к поверхности. катания колеса в радиальном направлении, а на поверхности катания выПолняют глухие отверстия, стенки которых обладают твердостью, превосходящей твердость материала, в котором они выполнены, Угол между нормалью к рабочей поверхности колеса в данной точке и осью отверстия изменяется в пределах 0-45 . 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Недостатком данного способа является то, что его невозможно применить для цельнокатаных колес, кроме того, существует вероятность некачественного сцепления материала армирующих волокон с материалом колеса.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости стальных колес.

Поставленная цель достигается тем, что на рабочей поверхности колес в радиальном направлении выполняются с помощьюлазера в режиме динамического проплавления глухие отверстия диаметром до 1 мм, глубиной до 1/5 толщины упрочненного слоя, твердость стенок которых выше твердости материала рабочего слоя колеса. Это позволяет осуществлять более раномерное распределение напряжения по глубине обода

1693094 колеса, что ведет к повышению его эксплуатационной стойкости и увеличивает сопротивление образованию дефектов типа выщербин и расслоений, При этом обеспечивается хорошая связь упрочненных сте- 5 нок выполненных отверстий с материалом колес, который находится в более пластич ном состоянии, На фиг,1 приведена схема выполнения

; способа; на фиг.2 — график, поясняющий 10, способ.

На поверхности 1 катания колеса 2 вы, полнены глухие отверстия 3, стенки которых

: имеют твердость выше твердости материа ла обода колеса. Закаленные стенки отвер- 15, стий, являясь элементами жесткости, осуществляют связь слоев обода колеса и передают усилия, возникающие в месте контакта с рельсом, в глубь обода, Для проверки возможностей способа 20 колесо 650 мм подвергается сорбитизации на глубину 40 мм, а затем по поверхности катания выполняют отверстия с помощью лазера на глубину 8 мм, Материал колеса— сталь 65Г. Получение отверстий осуществ.- 25 ляют в режиме динамического проплавления, что позволяет получить закаленные стенки, являющиеся армирующими элементами слоя обода. Лабораторные исследования микротвердости показывают, что твердость стенок отверстия в два раза выше твердости материала обода (фиг.2). Ось абсцисс (фиг,2) — расстояние от стенки отвер-. стия в глубь материала.

Предлагаемый способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость стальных литых и цельнокатаных колес за счет более равномерного перераспределения напряжений в ободе и повышенного сопротивления усталостному выкрашиванию.

Формула изобретения

1. Способ упрочнения стальных колес, включающий термическую обработку обода, армирование слоя, прилегающего к поверхности катания колеса в радиальном направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, на поверхности катания выполнены глухие отверстия, стенки которых обладают твердостью, превосходящей твердость материала, в котором они выполнены.

2, Способ по п1, отл ича ющи йся тем, что угол между нормалью к рабочей поверхности колеса в данной точке и осью отверстия изменяется в пределах 0-4SO.

3. Способ по и 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что отверстия выполняются на глубину, равную 1/5 толщины упрочненного слоя.

1693094 ур,@ Ц) _#_ 1К Ьг.2

Составитель А. Орешкина

Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Редактор О, Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4053 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5