ترمیم و بازسازی خوردگی سر شفت چرخ و محورهای واگنهای باری به روش پاشش فلز

مقدمه

خوردگی و سایش سر محور چرخ واگن، از جمله معایبی است که در سیستم حمل و نقل ریلی به کرات دیده میشود  و باعث از رده خارج شدن آنها می گردد که این خود خسارت و هزینه بسیار سنگینی را برای مالکین چرخ ایجاد میکند . علت بوجود آمدن  آن می تواند در اثر جام کردن رولبرینگها و یا در هنگام  دمونتاژ و مونتاژ کنس بر روی شفت با روش پرس سرد(فشار هیدرولیک )که در اکثر نواحی تعمیراتی رایج هست، ایجاد شود.با توجه به اینکه میزان انطباق در حد صدم میلیمتر و جنس محور(بر حسب استاندارد DIN   ، C35) نسبت به کنس نرم تر می باشد ،خوردگی ایجاد و  صلبیت انطباق از بین می رود .طبق استاندارد UIC  وجود هرگونه آثار حرارتی و یا جوشکاری در محور باعث اسقاط آن می شود به همین دلیل سایش و خوردگی را نمی توان با عملیات جوشکاری ترمیم کرد.

فرآیند پوشش و ترمیم قطعات به روش پاشش فلزی یا متال اسپری برای اولین بار درسال 1910 میلادی توسط چوپ (Schoop) در کشور سوئیس اختراع گردید.نظر به مزایای این روش درحال حاضر بعنوان یکی از کاربردی ترین روشهای پوشش دهی در ترمیم و افزایش مقاومت به سایش و خوردگی سطوح قطعات صنعتی بکار میرود.این روش که به روش جوش سرد نیز معروف است به دلیل عدم افزایش دمای سطح فلز پایه حداقل تاثیرات و تغییرات خواص متالورژیکی در قطعه را  ایجاد می کندکه میتوان برای ترمیم و بازسازی خوردگی سر محور از آن استفاده کرد.

فرآیند متال اسپری

فرآیند متال اسپری برپایه پاشش فلز مذاب برروی سطح به منظور دستیابی به یک لایه مقاوم طرح ریزی شده است. مواد پوشش دهنده به فرم مفتول توسط شعله که معمولا شعله اکسی استیلن مى باشد ذوب شده وسپس به وسیله هوای فشرده شده به شکل ذرات پاشش )تمایز)می شود. اشکال زیر مراحل عملیات فوق و تجهیزات وابسته دراین فرآیند را نشان می دهند. هنگامیکه ذرات به سطح فلز پایه برخورد می کنند، قطرات ریز ذوب شده به سرعت منجمد و پوشش را تشکیل می دهند. فرآیند متال اسپری به عنوان یک فرآیند سرد نامیده می شود چراکه درجه حرارت سطح فلز پایه درحین فرآیند پائین نگه داشته شده و مانع از تغییرات متالورژیکی و اعوجاج درقطعه می شود. از این فرآیند چه درگذشته و چه درحال حاضر به طورگسترده در قطعات و اجزاء ماشین و پوششهای مقاوم به خوردگی استفاده می شود. سرامیک ها و سرمت ها نیزمی توانند به صورتهای مفتول کامپوزیتی یا شمش به کار روند.

مراحل عملیات متال اسپری سر محور

1-     خشن تراشی

به منظور پیوستگی و استحکام ذرات اتمایز(atomize) شده برروی قطعه و مقاومت در مقابل بارهای وارده در جهت محوری قبل از عملیات پاشش سطح مورد نظر تحت عملیات خشن تراشی (شیارهای منظم)قرار می گیرد. در ابتدا و انتهای طول خوردگی بر روی محور لبه سازی می شود که از حرکت و پوسته شدن ذرات تحت فشار انطباق جلو گیری کند. نهایت عمق باربرداری با توجه به حد استاندارد ضخامت پوشش ، کمتر از 2 میلیمتر در قطر می بایست باشد.

2-    عملیات پیش گرم و آلوده زدایی

برای از بین بردن چربی و آلودگیهای سطحی از حلالهایی چون تینر استفاده می شود و جهت رطوبت زدایی و قابلیت پذیرش ذرات اتمایز(atomize)  توسط سطح قطعه لازم است قبل از عملیات پاشش ،پیش گرم شود که نهایت دما از 50 درجه سانتیگراد نبایست بیشتر شود.

3-    عملیات باندینگ یا پوشش آستر

قبل از عملیات پوشش دهی لازم است عملیات پوشش آسترتوسط مفتولهای باندینگ به منظور نزدیک شدن خواص متالورژیکی لایه های غیرهمجنس و همچنین افزایش کیفیت لایه پوشش نهائی برروی سطح انجام گیرد.

4-    عملیات پاشش نهائی

پس از ایجاد لایه آستر، پوشش نهائی متناسب با نوع لایه مورد نظر پاشش می شود.

5-    عملیات پرداخت کاری

پس از اعمال لایه نهائی عملیات ماشین کاری و سنگ زنی به منظور دستیابی به اندازه و صافی سطح مورد نظر اعمال می شوند.

در اوایل سال 1392 به درخواست شرکت بهتاش سپاهان این طرح با نظارت راه آهن توسط شرکتهای پودر افشان و بهین ریل به صورت آزمایشی به اجرا در آمد که طی دوره شش ماه تحت تست میدانی قرار گرفت و نتیجه مطلوبی از آن حاصل شد.