Тежкотоварен ролер за гусеница със специална термична обработка за изключителна устойчивост на износване

Науката зад термичните обработки за подобрена Траков ролък Перформанс

Защо износостойкостта е от решаващо значение при тежки Катери за писта

В абразивни среди като миннодобивната и строителната промишленост, ролерите за гусеници изпитват продължителни контактни налягане над 1500 MPa. Износостойкостта директно определя срока на живот на компонентите – ранната износване води до скъпоструващи прекъсвания и повреди на ходовата част. Проучване от 2023 г. установи, че увеличаването на повърхностната твърдост с 20% намалява честотата на смяна на ролерите за гусеници с 35% в карieri.

Как термичната обработка подобрява цялостната повърхност и носещата способност

Термичните обработки създават мартенситен стоманен слой (55–65 HRC) върху повърхността на валците, като запазват ковко ядро (30–40 HRC). Тази двойна структура осигурява:

• 40% по-голяма устойчивост на сплитане в сравнение с необработени валцове
• 30% подобрение на живота при циклични натоварвания
• Повърхностни компресионни напрежения, които забавят разпространението на пукнатини

Оптимизиране на твърдостта чрез отпускане и контролирани процеси за охлаждане

Отпускането след окаляване (150–300°C в продължение на 2–4 часа) намалява крехкостта, като превръща 10–15% от мартенсита в отпуснат мартенсит. В комбинация с принудително въздушно охлаждане при 25–50°C/с този процес постига:

• Оптимално съотношение между твърдост и ударна устойчивост (55 HRC повърхност / 35 HRC ядро)
• Намаляване на остатъчните напрежения с 40–60% в сравнение с гасене в масло
• <0,1% размерни изменения по време на фазова трансформация

Избор на материал за Катери за писта : Сплавена стомана срещу въглеродна стомана в изискващи приложения

Сравнителна якост и твърдост на 40CrMo, 42CrMo и марганцови стомани

Материалите, използвани за ролките на гусениците, трябва да издържат на невероятни налягане. Когато става въпрос за тежки натоварвания, сплавените стомани 40CrMo и 42CrMo са предпочитан избор поради съдържанието на хром и молибден. Тези сплави увеличават якостта на опън с 15% до 20% в сравнение с обикновената въглеродна стомана, което ги прави идеални за сурови условия. От друга страна, марганцовите стомани като NM400 осигуряват забележителна устойчивост към ударни натоварвания, достигайки твърдост около 350 HB. Въпреки това, има и недостатък. Макар тези материали да понасят добре ударите, те често са по-трудни за обработка, когато е необходимо заваряване. Нека разгледаме по-отблизо как тези различни материали се представят един срещу друг на практика.

Производствено изкуство: Коване, термична обработка и прецизно машинно обработване на ролките за гусеници

Коване на тялото на колелото за постигане на структурна цялост и устойчивост на умора

Производството започва с коване в затворена матрица, използвайки легирани стомани като 40Mn2 или 50Mn. Процесът се провежда при температури над 1100 градуса по Целзий, което помага за подравняване на металните зърна и намаляване на досадните вътрешни празнини, които всички искаме да избягваме. Когато зърната са правилно фини така, полученият материал е всъщност около 12 процента по-плътен в сравнение с материала от леене. Това има реално значение, когато компонентите трябва да издържат многократни тежки натоварвания, понякога надхвърлящи 25 тона, без да се повреждат. Кованите тела на колелата запазват много строг контрол върху размерите – около плюс или минус 0,5 милиметра. Тези малки, но важни допуски помагат да се предотвратят образуването на точки на напрежение, които причиняват пукнатини в оборудване, използвано ежедневно в карieri и мини по цялата страна.

Производство на пинове: Постигане на ядрена твърдост чрез закаляване и отпускане

Пиновете на ролките на релсовия път преминават през закаляване в масло, последвано от отпускане при висока температура (450–600°C), за да се постигне баланс между твърдостта на повърхността (58–62 HRC) и ковкостта на ядрото. Тази двуфазна структура предотвратява крехко разрушаване, като запазва минимална ударна въздушност по Шарпи от 40 J при -20°C. След обработката ултразвуково тестване потвърждава дефектност под 0,2% в критичните зони за натоварване.

Повърхностно шлифоване и окончателна механична обработка за размерна точност и гладка повърхност

CNC шлифовъчни машини постигат повърхностна гладкост Ra 0,8 μm, което минимизира топлината от триене по време на работа. Напреднали хоризонтални фрезови системи гарантират радиално биене под 0,02 mm, което проучвания показват, че намалява неравномерното износване с 37% при приложения с висока скорост. Окончателната проверка включва CMM валидиране на концентричността на отвора с точност до 5 микрона.

ЧЗВ

Какво е значението на износоустойчивостта в катери за писта ?

Устойчивостта на износване е от съществено значение при въртящите се ролкери, тъй като директно влияе на живота на компонентите. Високата устойчивост намалява предварителното износване, минимизира скъпостоящите прекъсвания и предотвратява повреди в шасито в абразивни среди като минното дело и строителството.

Как термичните обработки подобряват производителността на въртящите се ролкери?

Термичните обработки създават мартенситен стоманен слой на повърхността на ролкера, което увеличава устойчивостта към натискане, продължава живота при умора и потискане на разпространението на пукнатини. Това води до подобрена цялостна повърхност и по-голяма носеща способност.

По-добри ли са лазерните методи за закаляване в сравнение с традиционните?

Лазерните методи за закаляване предлагат прецизен контрол, минимизирайки деформацията на детайлите и осигурявайки по-висока равномерност на твърдостта в сравнение с традиционни методи като индукционно закаляване. Това резултира с превъзходна дълготрайност и устойчивост на износване при въртящи се ролкери.