Наплавлення ходових коліс кранів з застосуванням флюсу

Результат выполнения НИР.

В

Восстановление крановых колес методом наплавки

Варианты технологий наплавки представлены в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав, структура и твердость металла,

наплавленного различными материалами

Материалы для наплавки	Содержание в наплавленном металле, %									Структура металла	Твердость
	c	si	mn	cr	ni	ma	ti	al	w
Проволока 30ХГСА флюс АН-348А	0,25-0,35	0,8-1,2	1,4-1,7	0,7	0,3					Перлит + избыточный феррит	220-300 НВ
Проволока ПП-3Х2В8 флюс АН-20	0,30-0,40	0,5-0,7	0,6-0,7	2,2-2,7					7,5-9,5		44-50 hrc
Проволока ППК-300 флюс АН-348	0,15-0,20	0,3-0,6	1,5-1,8	1,5-2,0	0,5	0,25	0,01			Сорбит, при почти полном отсутствии избыточного феррита	300-360 НВ
Проволока СВ-08 флюс АН К-18	0,15-0,17	0,4-0,6	1,4-1,5	4,0-5,0			0,01-0,02	0,1-0,2		Перлитно-сорбитная	350-400 НВ

Наиболее применяемыми технологиями являются первые 3 варианта получения износостойкого слоя металла на рабочих поверхностях колес. Последний вариант требует разработки специальных технологий.

Применение керамического легирующего флюса АНК-18 в сочетании с проволокой Св-08 является практически приемлемым и экономически оправданным для восстановления колес. Однако наплавка колес под чистым флюсом АНК-18 требует предварительного подогрева деталей, вызывает затруднения при механической обработке и может привести к образованию трещин в переходном слое, осо бенно если содержание углерода в наплавляемых колесах более 0,5%.

С целью уменьшения твердости наплавленного металла, исключения термической обработки и обеспечения хорошей механической обрабатываемости рабочих поверхностей колес исследовалось изменение химического состава, структуры и твердости металла, наплавленного под смесью флюсовahk-18 и ОСЦ-45 и разрабатывалась технология износостойкой наплавки ходовых крановых колёс диаметром 700-800 мм. Соотношение флюса АНК-18 смеси изменялось от 0 до 100%. Наплавки выполнялись в один, два, три, а в отдельных случаях - в четыре слоя на пластины из низкоуглеродистой и среднеуглеродистой стали проволокой СВ-08 при следующих режимах:

1. Диаметр проволоки, мм	4,0	5,0
2. Сила тока, а	600-650	750-800
3. Дуговое напряжение, в	30-32	32-35
4. Вылет проволоки, мм	35,0	40,0
5. Скорость наплавки, м/час	18,0	22,0

В результате исследования установлено, что:

1.При наплавке под смесью флюсовahk-18 и ОСЦ-45 возможно получить металл легированный марганцем (0,5-2,5%), кремнием (0,1-0,3%) и хромом (0,3-2,2%). Твердость наплавленного металла регулируется в пределах 150-480НВ.

2.Наплавку колес из низкоуглеродистой стали можно производить под флюсом АНК-18.

3.Наплавку колес из среднеуглеродистой стали необходимо производить по подслою, наплавленному под смесью флюсовahk-18 и ОСЦ-45 (1:1). В этом случае обеспечивается благоприятное изменение микротвердости на границе сплавления основной металл - первый слой наплавки (рис. 1).

4.Рабочий слой колес можно наплавлять под флюсом АНК-18.

5.Для обеспечения механической обработки на поверхность катания необходимо наложить «отжигающий» слой, путем наплавки под смесью флюсовahk-18 и ОСЦ-45. Это позволяет сохранить необходимое легирование рабочих слоев и твердость их в пределах 300-320 НВ, что является оптимальным для пары колесо-рельс (рис. 2).

6.Наплавку реборд необходимо осуществлять под смесью флюсов ОСЦ-45 иahk-18.

Проведенные исследования позволили разработать технологию восстановления износостойкой наплавки крановых колес, которая была внедрена в ОАО «Брянскцемремонт». Твердость металла на поверхности катания после наплавки составляла 220-260 НВ, а после механической обработки, в результате которой снимался «отжигающий» слой - 300-320 НВ. Твердость поверхности реборд 260- 280 НВ.

Расстояние от границы сплавления в мк

Рис. 1 Изменение микротвердости на границе основной металл - 1-ый слой (наплавка на низкоуглеродистую сталь).

Рис. 2 Диаграмма изменения твердости в наплавленном слое

Данная технология наплавки имеет место быть. Данная технология позволяет относительно быстро выполнить наплавку крановых  колес и запустить их в работу используя имеющиеся на складе дешевые сварочные материалы. Качество данной наплавки посредственное. Износостойкость такого колеса будет составлять 25-50% нового кранового колеса. Через небольшое количество времени придется наплавлять крановые колеса заново. Такой процесс происходит из за отсутствия внедренных современных технологий на промышленных предприятиях РФ. Используя дешевые сварочные материалы предприятие теряет деньги на работах связанных со снятием и установкой колес, на работах связанных с постоянной наплавкой крановых колес, на простое крана, а так же увеличенного штата рабочих, которые занимаются данной работой. Так же есть увеличенный риск испортить крановые колеса, вследствие нарушения технологии наплавки крановых колес.

Наша компания разработала технологический процесс, позволяющий выполнить восстановительный ремонт крановых колес, путем выполнения наплавки крановых колес специальной порошковой проволокой. Срок службы данного покрытия позволяет восстановить износостойкость кранового колеса до нового. А в ряде случаев еще и увеличить, по сравнению с новым крановым колесом. 

У некоторых инженеров возникают опасения, что данная наплавка может повлиять на увеличение износа рельсов, в следствии чего, придется менять быстрее их.  Опыт показал, что наплавленный слой не влияет на увеличение износа рельса. Наплавленный слой является специальным, и влияет лишь на увеличение срока работы кранового колеса.