Ráfky důlních kolpracovat v extrémně náročných pracovních podmínkách: silné statické zatížení, nepřetržitý náraz z nerovných povrchů důlních cest, abrazivní tření s úlomky hornin a časté cyklické namáhání. Bez náležitého tepelného zpracování snadno podléhají kované ocelové ráfky povrchovému opotřebení, únavovým trhlinám, trvalé deformaci a náhlému lomu, což způsobuje nákladné prostoje a bezpečnostní rizika pro důlní dopravní zařízení.
Technické údaje Tabulka parametrů tepelného zpracování a výsledky výkonu
|
Proces tepelného-zpracování |
Rozsah procesní teploty |
Doba držení |
Základní funkce na ráfku důlního kola |
Efekt zlepšení trvanlivosti |
Typické riziko selhání bez této léčby |
|
Normalizace |
860-920 stupňů |
1.5-3 h |
Zjemněte strukturu zrna, homogenizujte vnitřní složení kovu, eliminujte napětí při lití/kování |
Zlepšit celkovou houževnatost materiálu, snížit míru vnitřních defektů; položit stabilní základ pro následné vytvrzení |
Nerovnoměrná tvrdost, zbytkové kovací napětí, předčasná iniciace trhlin při silném nárazu |
|
Kalení |
840-900 stupňů, kalení voda/olej |
1-2.5 h |
Rychlé ochlazení pro vytvoření martenzitické struktury, zvýšení tvrdosti povrchu a jádra |
Zvyšte-odolnost proti opotřebení a{1}}nosnost{1}} proti tření v důlním štěrku |
Rychlý povrchový oděr, deformace ráfku při velkém-těžebním zatížení |
|
Temperování (střední-vysoké) |
480-620 stupňů |
2-4 h |
Uvolněte křehkost při kalení, vyvažte tvrdost a rázovou houževnatost |
Zabraňte křehkému lomu při častém rázovém zatížení v drsných podzemních dolech |
Uhaste-způsobené vnitřní praskání, náhlé zlomení ráfku při nárazu |
|
Povrchové kalení (indukční kalení) |
880-950 stupňů (lokální vytápění) |
0,2–0,8 h (místní) |
Tvrďte pouze kontaktní-otěrovou plochu; udržovat matrici vnitřního ráfku pevnou |
Vnější povrch vysoce odolný proti opotřebení- při zachování nárazů-tlumícího vnitřního těla |
Rychlé opotřebení drážky, poškození-těsnícího povrchu, zkrácený servisní cyklus |
Tepelné zpracování je nejúčinnější metalurgická metoda k úpravě vnitřní mikrostruktury oceli ráfků kol, spíše než k pouhé změně vnějších rozměrů. Každý krok ohřevu a chlazení se zaměřuje na specifická slabá místa těžebních ráfků.
Normalizace odstraňuje nerovnoměrné zrno způsobené kováním za tepla. Po vykování rostou kovová zrna nepravidelně. Zahřátím na nastavenou teplotu a pomalým ochlazením se zrna zjemní a zjednotí, takže se stres nebude koncentrovat na dílčí slabá místa, když ráfek nese obrovskou těžební váhu.
Kalení dramaticky zvyšuje tvrdost. Proces rychlého chlazení uzamkne tvrdé krystalické struktury uvnitř oceli, díky čemuž je ráfek mnohem odolnější vůči abrazivnímu škrábání z rud a ostrých důlních úlomků.
Vysokoteplotní popouštění po kalení je kritické. Kalená ocel se stává tvrdou a přitom křehkou. Temperování uvolňuje vnitřní pnutí při kalení a vyměňuje částečnou tvrdost za vynikající rázovou houževnatost. Tato vlastnost zabraňuje prasknutí okraje při nárazu do výmolů v podzemních tunelech nebo povrchových dolech.
Lokální indukční povrchové kalení nabízí cílené řešení. Ztvrdne se pouze kontaktní plocha odolná proti opotřebení, zatímco tělo hlavního ráfku zůstává pevné. Tato konstrukce se vyhýbá běžné závadě: celotělové přetvrdlé ráfky snadno praskají při silném nárazu.
S kompletním pracovním postupem tepelného zpracování, hotovoráfky důlních kolzískat delší životnost, nižší neočekávanou poruchovost a lepší přizpůsobivost pro dlouhodobou těžkou těžební přepravu.