Obrabotka Metallov 2010 No. 3

°£³«¬©¬¡¦½ — ками, дробеструйная, гидродробеструйная и пневмоги- дродробеструйная обработка, алмазное выглаживание, виброабразивная обработка и др. [3]. Однако суще- ствующие методы ППД являются часто нерациональ- ными ввиду громоздкости оборудования, поэтому их применение для упрочнения сварных рельсовых соеди- нений при создании бесстыкового пути и проведения ремонтно-восстановительных работ на железных до- рогах затруднено. Одним из путей решения рассматри- ваемой проблемы может быть разработка технологии виброударного упрочнения, основными преимуще- ствами которой могут быть точность регулирования параметров упрочнения и возможность выполнения операции непосредственно на месте производства основных работ. Кроме того, виброударная технология, использующая энергию удара (одна из наиболее мощ- ных динамических нагрузок), может быть отнесена к ресурсосберегающим технологиям [4]. Для реализации упрочнения ударом сварных швов рельсов была создана экспериментальная уста- новка, представляющая собой копер с электромаг- нитным ударным узлом. В качестве упрочняющего инструмента использовался индентор с плоским ци- линдрическим торцом, имеющим радиус 5 мм. По- сле единичного ударного воздействия на сварной шов с различной энергией удара оценивали микро- твердость H и глубину упрочненного слоя h упр . Изме- рение микротвердости проводили в зоне приложения ударной нагрузки на поверхности катания, а также в глубь от неё. Расстояние между отпечатками по глу- бине образца составляло 50 мкм. Оценку микротвер- дости осуществляли в соответствии с ГОСТ 9450-76 на приборе УИПМТ–3 при увеличении s 487. Нагруз- ка на индентор составила 200 г. Анализ результатов измерения микротвердости и глубины упрочнения поверхностного слоя при раз- личных энергиях удара торцом показал, что глубина упрочнения изменяется от 0,8 до 3 мм (рис. 2). Ми- кротвердость при возрастании энергии удара увели- чивается в 2–4 раза по отношению к исходному зна- чению микротвердости. Исходное значение микро- твердости составляет 2300 МПа. Рис. 2 . Влияние энергии удара на микротвердость и глубину упрочнения На твердость и глубину упрочненного слоя боль- шое влияние оказывают размеры пятна контакта индентора с обрабатываемой поверхностью. Зависи- мость между площадью контакта и энергией удара можно выразить с помощью показателя удельной энергии удара, определяемой по формуле [ T ]= T/S , где S – площадь отпечатка. Для получения необходимой твердости и глубины упрочнения сварного шва мож- но подобрать геометрические размеры индентора и энергию единичного удара исходя из минимальной удельной энергии удара (рис. 3). Твердость сварного шва должна быть близкой к твердости объемнозака- ленного рельса и достигать 340…400 НВ. Этому зна- чению твердости соответствует значение удельной энергии удара 0,15 Дж/мм 2 . Например, при выбран- ной энергии удара 15…20 Дж площадь индентора должна быть 100…130 мм 2 . Рис. 3. Зависимость удельной энергии удара от твердости и глубины упрочнения Результаты исследований показали, что с помо- щью ударного воздействия на сварной шов можно сформировать упрочненный слой, микротвердость которого значительно выше, чем микротвердость не- обработанного сварного соединения. Это дает воз- можность использовать данный метод для обработки сварных соединений рельсов в пути, что является предметом дальнейших исследований. Список литературы 1. Тихомирова Л.Б., Пасько С.В., Болотова О.В. Алю- минотермитная сварка рельсов методом промежуточно- го литья по технологии фирмы СНАГА. – Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2008. – 76 с. 2. Анализ повреждаемости сварных рельсовых стыков // Железные дороги мира. – 2004. – № 11. – С. 45–49. 3. Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Техно- логия и оборудование статико-импульсной обработки по- верхностным пластическим деформированием // Библио- тека технолога. – М: Машиностроение, 2004. – 288 с. 4. Каргин В.А. Ресурсосберегающие технологии на же- лезнодорожном транспорте с использованием виброударных машин. – Новосибирск: Изд-во СГУПС, 2000. – 120 с.