Технология коррозионно--стойкого и износостойкого-композиционного покрытия рельсовых пластин и увеличенный срок его службы
Какова основная структура и функции каждого слоя анти-коррозионного и износостойкого-композиционного покрытия для нажимных пластин рельсов?
Основная структура анти-коррозионного и износостойкого-композиционного покрытия для нажимных пластин рельсов представляет собой трех-композиционную структуру изНижний слой цинка, напыленного термическим напылением + переходный слой из керамики + верхний слой из карбида вольфрама. На каждом уровне существует четкое разделение труда и совместная защита, образующая плотную систему защиты. Нижний слой представляет собой термонапыленное цинковое покрытие толщиной 80-100 мкм, полученное методом дугового термического напыления. Слой цинка может образовывать металлургическую связь с подложкой нажимной пластины (сталь Q355) с прочностью соединения не менее 60 МПа. В качестве жертвенного анода цинк может предотвратить электрохимическую коррозию подложки посредством электрохимической защиты. Даже если покрытие имеет незначительные повреждения, оно может постоянно защищать подложку прижимной пластины. Средний слой представляет собой керамический переходный слой толщиной 30-40 мкм, изготовленный методом плазменного напыления и в основном состоящий из глиноземной керамики с превосходной твердостью и связующими свойствами. С одной стороны, это может эффективно уменьшить разницу в характеристиках между нижним слоем цинка и верхним слоем карбида вольфрама, избежать растрескивания покрытия, вызванного различными коэффициентами теплового расширения; с другой стороны, он может образовывать плотный изоляционный слой, предотвращающий проникновение внешних коррозионных сред в нижний слой. Верхний слой представляет собой износостойкое-покрытие из карбида вольфрама толщиной 150-200 мкм, полученное методом высокоскоростного-напыления кислородного топлива (HVOF). Карбид вольфрама имеет твердость, превышающую или равную HV1200, со сверх-высокой износостойкостью и ударопрочностью, что позволяет противостоять ударному износу абразивных частиц колесных-рельсов и размывающему износу дождевой водой, а также является основным износостойким защитным слоем нажимного диска. Общая толщина трехслойного покрытия контролируется на уровне 260-340 мкм, общая пористость покрытия составляет менее или равна 1%, без проколов, трещин и других дефектов, реализуя комплексную защиту от коррозии и износостойкости.
Каковы различия в защитных характеристиках между нажимными пластинами с композитным покрытием и традиционными нажимными пластинами с одинарным покрытием?
Различия в защитных характеристиках нажимных пластин с композитным покрытием и традиционных нажимных пластин с одинарным покрытием в основном отражаются в трех аспектах: анти-коррозионные характеристики, износостойкость и адгезия покрытия. Что касается анти-коррозионных характеристик, после 1000 часов испытания в нейтральном солевом тумане на поверхности нажимного диска с композитным покрытием нет красной ржавчины и вздутий, только небольшая белая ржавчина по углам. Однако традиционная нажимная пластина с одинарным термонапыленным цинковым покрытием имеет явную красную ржавчину после 500 часов испытаний в солевом тумане, а традиционная нажимная пластина с одинарным покрытием из эпоксидной смолы имеет вздутие и отслаивание покрытия после 300 часов испытания. Что касается износостойкости, потеря объема при износе нажимного диска с композитным покрытием составляет менее или равна 0,05 см³ (испытание на износ резинового колеса с сухим песком), что составляет 1/10 от традиционного нажимного диска с одинарным цинковым покрытием и 1/3 от традиционного нажимного диска с одинарным -износостойким покрытием. В балластном слое с большим количеством абразивных частиц срок износа может быть увеличен более чем в 8 раз. Что касается адгезии покрытия, прочность сцепления композитного покрытия превышает или равна 50 МПа, покрытие не отслаивается и не растрескивается после испытаний на вибрацию 1×10⁶. Прочность сцепления традиционного одиночного покрытия составляет всего 20-30 МПа, а покрытие склонно к отслаиванию и отслаиванию после вибраций 2×10⁵. Кроме того, нажимная пластина с композитным покрытием обладает лучшей устойчивостью к изменению температуры. После испытания на температурный цикл при -40–80 градусах покрытие не растрескивается и не деформируется, в то время как нажимная пластина с традиционным покрытием склонна к хрупкому растрескиванию покрытия при этом температурном цикле, и защитные характеристики значительно снижаются.
Каковы требования к адаптации толщины композитного покрытия нажимных пластин рельсов в различных условиях эксплуатации?
Основой требований по адаптации толщины композитного покрытия для нажимных пластин рельсов в различных условиях эксплуатации является корректировка соотношения толщины трех-слойного покрытия в соответствии с интенсивностью коррозии и степенью износа окружающей среды. Прибрежная среда с высоким-солевым туманом имеет высокую интенсивность коррозии и умеренную степень износа, а общая толщина адаптированного покрытия составляет 320-340 мкм, при этом нижний слой цинка, нанесенного термическим напылением, утолщен до 90-100 мкм для усиления электрохимической анти-коррозионной способности, керамический переходный слой составляет 40 мкм, а верхний слой из карбида вольфрама 190-200 мкм, балансирующая износостойкая защита. Внутренняя пыльная среда имеет высокую степень износа и низкую интенсивность коррозии, а общая толщина адаптированного покрытия составляет 300-320 мкм, нижний слой термонапыленного цинка - 80-90 мкм, керамический переходный слой - 35-40 мкм, а верхний слой из карбида вольфрама утолщен до 185-195 мкм, что направлено на повышение износостойкости. Альпийская и влажная среда характеризуется умеренной коррозией и степенью износа, но большим диапазоном температур, а общая толщина адаптированного покрытия составляет 280-300 мкм, нижний слой термонапыленного цинка - 85-90 мкм, керамический переходный слой - 35 мкм, а верхний слой из карбида вольфрама - 160-175 мкм, что оптимизирует толщину покрытия для повышения устойчивости к изменению температуры и предотвращения растрескивания покрытия, вызванного температурным напряжением. Темная и влажная среда в туннеле имеет высокую интенсивность коррозии, низкую степень износа и меньше пыли, а общая толщина адаптированного покрытия составляет 260-280 мкм, нижний слой термонапыленного цинка - 90-100 мкм, керамический переходный слой - 30-35 мкм и верхний слой из карбида вольфрама - 140-155 мкм, что усиливает антикоррозионную защиту и одновременно контролирует толщину покрытия для уменьшения воздействия температурного напряжения. Покрытие во всех средах обеспечивает пористость менее или равную 1% для обеспечения компактности системы защиты.
Каковы ключевые моменты процесса подготовки и стандарты обнаружения композитного покрытия нажимных пластин рельсов?
Ключевые моменты процесса подготовки композиционного покрытия нажимных пластин рельсов сосредоточены впредварительная обработка основы, параметры послойного распыления и отверждение после-обработкиобеспечить прочное соединение покрытия с основой и соответствие эксплуатационных характеристик стандартам. При предварительной обработке подложки применяется процесс пескоструйной очистки, абразив для пескоструйной обработки представляет собой коричневый корунд с размером частиц 0,8-1,2 мм, давление пескоструйной обработки составляет 0,6-0,8 МПа. После обработки шероховатость поверхности основы достигает Ra50-Ra80 мкм, а чистота поверхности достигает степени Sa2,5, без ржавчины, масляных пятен и оксидной окалины, что обеспечивает хорошую морфологию поверхности для склеивания покрытия. Послойное напыление должно точно контролировать параметры процесса каждого слоя: нижний слой цинка с термическим напылением использует дуговое термическое напыление с диаметром цинковой проволоки 2,0 мм, напряжением напыления 30-35 В, током 200-250 А и расстоянием напыления 150-200 мм; керамический переходный слой использует плазменное напыление с мощностью распыления 30-40 кВт, расстоянием распыления 80-100 мм и скоростью подачи порошка 20-30 г/мин; верхний слой из карбида вольфрама использует распыление HVOF с пропаном в качестве топлива для распыления, давление распыления 0,7-0,8 МПа и расстояние распыления 300-350 мм. После напыления проводят доотверждение: прижимную пластину помещают в печь при температуре 180-200 градусов на 2-3 часа для устранения внутренних напряжений покрытия и улучшения адгезии покрытия. С точки зрения стандартов обнаружения, прочность сцепления покрытия больше или равна 50 МПа, а пористость меньше или равна 1%; отсутствие красной ржавчины после 1000-часового испытания в солевом тумане, а потеря объема при испытании на износ резинового колеса с сухим песком составляет менее или равна 0,05 см³; отсутствие растрескивания и отпадания покрытия после испытания на температурный цикл (-40 градусов ~ 80 градусов, 50 циклов). Коэффициент выборочного контроля каждой партии нажимных пластин превышает или равен 5%, и неквалифицированные изделия необходимо повторно окрасить.
Каковы точки-защиты при установке и обслуживании на месте установки рельсовых прижимных пластин с композитным покрытием?
При установке-на месте и обслуживании защиты прижимных пластин рельсов с композитным покрытием необходимо уделять особое вниманиезащита покрытия и возможность установкиво избежание повреждения покрытия, влияющего на защитный эффект. Перед установкой проверьте состояние покрытия прижимной пластины, строго запрещайте использование прижимных пластин с поцарапанными, отвалившимися и потертыми покрытиями. В то же время во время подъема и перемещения нажимной пластины используйте мягкие стропы и защитные накладки, чтобы избежать прямого контакта твердых инструментов с покрытием и предотвратить появление царапин на покрытии. При установке поверхности контакта нажимного диска с рельсом и основанием должны быть очищены от загрязнений и заусенцев, установочное положение нажимного диска должно быть точно выровнено, посадочный зазор с рельсом не более 0,2 мм, а затяжка болтов осуществляется в симметричной поперечной последовательности с моментом затяжки, реализованным в соответствии с проектными требованиями (350-400 Н·м для рельса 60 кг/м), чтобы избежать растрескивания покрытия, вызванного деформацией нажимного диска из-за чрезмерный крутящий момент. После установки нанесите специальный анти-герметик на уязвимые части, такие как углы и отверстия для болтов нажимной пластины, для усиления местной защиты. Цикл проверки ежедневного технического обслуживания составляет 6 месяцев, при этом основное внимание уделяется проверке наличия царапин, растрескивания и отслаивания покрытия, а также наличия коррозии и износа нажимного диска. Если на покрытии имеются небольшие царапины, своевременно отремонтируйте их специальным ремонтным средством; Если площадь отслаивания покрытия превышает или равна 5 см² или появляется красная ржавчина, своевременно замените нажимной диск. Кроме того, после дождей и таяния снега своевременно очищайте скопившуюся воду и остатки снеготаяющего средства на поверхности нажимного диска, чтобы предотвратить длительное прилипание агрессивных сред.