应用热喷涂技术治理车轴钢轮座部位微动磨蚀

车轴是铁路机车车辆涉及运输安全的重要部件之一，车轴轮座部位的微动磨性是各种磨损机制共同作用所致，其结果是导致轮座部位出现了裂纹，轮座部位的裂纹状况是决定车轴寿命的重要因素。为了提高车轴抗微动磨蚀的能力，各国铁路部门采取了不同的措施，目前我国正在研究用热喷涂法来治理轮座部位的微动磨蚀。通过对模拟实验轴有涂层和无涂层表面损伤情况的研究及实物车轴运行状况的研究，发现用热喷涂法治理轮座部位的微动磨蚀是切实可行的。     

轮轴过盈配合面损伤分析及对策

轮轴过盈配合面的微动损伤常常导致车轴产生裂纹甚至断裂,为了避免以往用高压退轮的方法带来的2次损伤,采用原位剖切的方法,将车轴与轮毂配合分离来观察分析轮座表面损伤的基体特征。结合对配合面的显微观测和力学分析对损伤进行分析,结果表明:在复杂的载荷作用下,RD2型车轮与车轴轮座接触边缘发生复合微动,配合面的2个接触边缘存在一个宽度约20 mm环状磨损区域,并伴有微裂纹的形成,破坏特征完全符合微动疲劳磨损机制。评述和比较了现有的车轴抗微动损伤的措施,并提出了自己的建议,对深入研究车轴损伤机制及预防措施提供理论基础。     

列车车轴抗微动损伤热喷涂层组织结构研究

采用金相显微镜和SEM对热喷涂Ni－Cr涂层微观组织结构进行了观察，对涂层相结构进行X－射线衍射谱分析，并就列车车轴涂层抗微动操作性能对涂层组织结构依赖关系进行探讨。分析结果表明，热涂层工作层为多孔、疏松并有不同形貌氧化物的铁素体（a-Fe）与奥氏[γ-（Fe，Ni）]复相层状结构组织。涂层与基体结合牢固，涂层层状结构阻碍微动疲劳裂纹扩展。微协磨损前后合金元素分布状态的对比分析表明，微动磨损导致涂层工作层中Ni元素的再分布。溶入奥氏体Ni量的增加有利于奥氏体稳定化和提高奥氏体断裂韧性，从而进一步增加了裂纹在涂层中扩展的阻力并对防止涂层碎裂层与剥离起到一定作用。合金涂层对提高车轴抗微动操作性能起到重要作用。     

SS3B电力机车车轴轮座显微裂纹分析及对策

进行了SS3B电力机车车轴的计算分析 ,结合微动疲劳理论分析了车轴轮座内侧产生显微疲劳裂纹的原因 ,提出了采用使车轴表层形成压应力和提高车轴强度的方法 ,提高SS3B电力机车车轴寿命的对策。     

车轴轴承的微动磨损的发生机理

车轴轴承的微动磨损是车辆轴承的内圈与决定车轴轴承轴向的安装位置的后盖的接触部,由于微小的相对滑移运动导致的损伤。假设微动磨损产生的金属磨耗粉末侵入车轴轴承内,则或者致使轴承磨损,或使润滑剂劣化。本文介绍了首先运用实体车轴轴承再现微动磨损,调查了由于微动磨损导致的轴承磨损状态。测量了轴承内圈与后盖接触面间的压力分布情况。研究了轴承发生微动磨损的相关机理。     

LZ50车轴钢微动磨损特性研究

在球-平面接触条件下,研究LZ50车轴钢在不同法向载荷水平(50~150 N)和位移幅值(2~40μm)下的微动磨损行为。在分析微动动力学特性的同时,结合扫描电子显微镜与电子能谱仪对磨斑进行微观分析。结果表明:外加法向载荷和位移幅值强烈地影响LZ50车轴钢的微动运行区域;摩擦系数在不同微动运行区域随循环次数的变化趋势不相同。研究建立了LZ50车轴钢的运行工况微动图,其微动磨损呈现3个运行区域:部分滑移区磨斑呈环状结构,磨损轻微;混合区磨损相对严重,磨斑有塑性流动特征,有磨屑生成且能观察到犁沟,磨损机制主要是塑性变形、磨粒磨损、氧化磨损和剥层;滑移区的磨损最为严重,接触区有厚的磨屑层、大量磨屑颗粒的剥落和明显的犁沟,其磨损机制主要是磨粒磨损、氧化磨损和剥层。     

SS3B及SS4型机车整体轮对车轴轮座显微裂纹分析及对策

对SS3B、SS4型机车车轴进行受力分析,结合微动疲劳理论分析车轴轮座内侧产生显微疲劳裂纹的原因,提出了增大轮座直径、增加卸荷槽、设计车轮突悬,采用使车轴表层形成压应力和提高车轴强度的方法,以提高机车车轴寿命的对策。     

利用硬质涂覆膜抑制车轴轴承的微动磨损

车轴轴承在承受径向载荷并转动时,与轴承过盈装配的车轴会产生弯曲,车轴轴承内圈与后盖的接触面就会产生因微小相对滑动而引起的损伤即"微动磨损"。微动磨损产生的金属磨耗粉末一旦进入轴承内部,将引起车轴轴承磨损,或使润滑剂出现老化问题。文章介绍在轴承后盖与内圈的接触面上实施硬质涂覆膜处理,然后进行车轴轴承的台架旋转试验的结果。评价了利用硬质覆膜以抑制轴承微动磨损的效果,指出:使用摩擦因数低、硬度高且与基体材料可以形成密合性较高的硬质覆膜,可以防止车轴轴承的微动磨损。     

车轴轴承微动磨损发生原因以及综合性防范措施

车轴轴承的微动磨损是车轴轴承内圈与决定车轴轴承轴向安装位置的后盖的接触面,由于微小的相对滑动而导致的损伤。微动磨损产生的金属粉末一旦进入轴承内,则会引起轴承磨损,或使润滑作用劣化。因此务必查明原因,采取有效防范措施。本文根据再现轴承微动磨损试验,测量压力分布情况,研究了车轴轴承发生微动磨损的原因,进而介绍了在设计与材料选择上采取的改进对策与效果。     

高速列车空心轴的边缘效应及微动分析

利用有限元ANSYS软件仿真与弹性力学理论对比分析某高速列车轴箱轴承与空心轴过盈配合产生的边缘效应,研究了车轴空心系数对边缘效应应力集中程度的影响规律,同时结合微动磨损理论分析增大车轴孔径在配合边缘区产生裂纹的工程现象,研究表明,空心车轴的空心系数不宜超过0.5,研究结果为空心车轴的设计、运用提供理论参考。     

铁路车轴配合部的微动磨损

介绍了为确保铁路车轴的安全而采取的防止微动磨损的措施。     

铁道车辆车轴压配部的微振磨损与对策

铁道车辆用车轴设有车轴、车轮配合的部位——轮座部。该部位产生微振磨损而引发的车轴断裂是导致车辆脱轨的直接原因。文章在介绍车轴结构、微振磨损的特征及危害性的基础上,阐述了为确保车轴的安全性、防止微振磨损的有效对策及取得的效果。     

滑差对贝氏体钢轨材料磨损行为的影响

通过对磨试验研究接触应力相同时贝氏体钢轨的磨损率、表面粗糙度、硬度,并结合扫描电镜观测到的磨损表面和剖面的形貌特征,分析不同滑差条件下贝氏体钢轨的磨损行为特征和变化规律.结果表明:接触应力为500 MPa条件下,贝氏体钢轨磨损率随滑差的增大而显著增大,滑差由2%增大到10%时磨损率增大了8倍;小滑差条件下的贝氏体钢轨表面较光滑,有少量疲劳裂纹,以滚动接触疲劳磨损为主;大滑差条件下表面粗糙,有疲劳裂纹、剥落坑和表面划擦痕迹,更接近滑动磨损;增大滑差可导致磨损表面加工硬化率偏大;增大滑差对贝氏体钢轨表面的滚动接触疲劳裂纹在深度方向的扩展几乎无影响,且对塑性变形层厚度影响不明显;大滑差可引发亚表面次表层裂纹.     

车轴的微动摩蚀与对策

微动摩蚀能引起一种或多种形式的破坏，如微动磨损，微动疲劳，微动量，滑移区域的大小与轮座的型式，轮毅刚度，法向力的大小等因素有关，试验表明，微动摩蚀可构件的疲劳强度降低３０％～８０％，实物轮轴试验结果验证，车轴压装的裂纹或断裂都是由于微动摩蚀所致。在微动区域加保护层可有效地防止微动摩蚀。预处理工艺选择恰当，可使其疲劳强度提高５０％，实物轴已装车运行４０多万公里，情况良好。     

动力车轴表面坑状缺陷分析

为研究动力车轴卸荷槽表面坑状缺陷成因及性质,采用光学显微镜初步检测车轴的微观组织和晶粒度;应用扫描电镜观察车轴内孔表面缺陷处的微观形貌特征;利用能谱分析仪测定车轴化学成分和车轴表面缺陷处的微观组织,确定缺陷处物质类型;通过微量水份测定仪等测定水含量和油脂成分。结果显示,腐蚀坑内含有P,S,K和Ca等元素,Fe的主要形式是Fe2O3。推断表面缺陷为电化学腐蚀造成,属于局部腐蚀,具体为溃疡腐蚀。     

机车车轮复合超声滚压表面强化工艺研究

为解决新造及新镟修机车车轮运用初期磨损剧烈的问题,针对车轮的加工特点提出车轮表面强化目标,制定超声滚压、温度调节、复合润滑相结合的复合超声滚压表面强化工艺。通过减少润滑油用量、将热源直接作用在滚压接触点正上方,大幅提升滚压点局部温度,并且采用外加热源+复合润滑的方式,使表层产生最大的残余压应力。试验表明,采用复合超声滚压工艺的试件,塑性变形层深度近似达到磨损稳定期的车轮状态,表面残余应力和有效硬化层深度均大幅度提高。     

电弧喷涂涂层上刷镀Ni镀层的摩擦学性能研究

Al-Zn伪合金上刷镀Ni镀层，在Falex试验机上测试了Ni镀层的摩擦磨损性能，考察了载荷、温度对镀层磨损性能的影响。利用扫描电镜（SEM）、X-射线衍射分析（XRD）、能谱分析（EDX）和形貌分析等手段，通过对Ni渡层的性能测试，试样磨痕形貌及磨屑形状和分布的观察，研究和分析了Ni镀层的耐磨损性能。结果表明：在Al-Zn伪合金涂层上刷镀Ni镀层具有较好的工艺性，镀层的显微组织、硬度、结合强度以及耐磨性能与45^#钢上刷镀Ni镀层基本一致，Ni镀层的磨损机理主要为剥层磨损，在本试验条件下，Ni镀层的相对耐磨性能为Al-Zn伪合金电弧喷涂层的2倍-4倍。     

G型连杆体牙齿齿面裂纹分析

本文对G型连杆体进行了机械性能、宏观、微观显微组织检验以及受力分析。结果表明，G型连杆体牙齿齿面裂纹是由于连杆体与连杆盖啮合面之间出现微动磨损产生的疲劳裂纹，并提出了改进措施。     

多元复合氧化涂层对定位装置服役性能的影响

首先对某高速铁路接触网定位装置的现场服役失效零件进行了失效分析,结果显示:接触网定位器与定位支座的失效模式属于冲滑复合摩擦磨损失效,损伤形式以剥落和犁削后产生的犁沟为主,磨损机理主要是疲劳磨损和磨粒磨损以及一定的氧化磨损。然后对定位器和定位支座切割取样,并进行多元复合氧化涂层处理对比试验,结果表明:经过多元复合氧化涂层处理后试样表面硬度大幅提高,随着硬度的提高其抗磨粒磨损和塑性去除性能增强;通过对涂层处理后的样品磨痕处进行微观形貌分析发现,多元复合氧化涂层可明显改善材料的抗剥落能力。     

车轴微振磨损的对策

介绍了为减轻新干线电动车车轴轮座微振磨损所采取的措施：一是压装车轮时使内轮毂端呈悬臂状安装；二是将车轴轮座端的圆角半径由１００ｍｍ缩小６０ｍｍ；三是对车轴表面进行感应淬火。要取上述措施后，因微振磨损引起的裂纹发生率大幅度下降。还介绍了在不改变车轮压装状态条件下进行精确探伤的新方法。以及用于镗孔车轴的超声波探伤法和表面ＳＨ波探伤法的原理和装置。