Clemele de șină sau clemele de șină elastică fixează șina de oțel pe placa de legătură sau pe traversă. Prin îndoire și deformare elastică aceștia apasă pe piciorul șinei, ceea ce împiedică mișcarea longitudinală cauzată de schimbarea temperaturii sau vibrații. Deoarece clema funcționează ca un arc, materialul și tratamentul termic decid dacă poate ține șina în siguranță ani de zile. Acest articol explică de ce tratamentul termic este esențial în producția de cleme pentru șine.
De ce clemele de șină au nevoie de tratament termic
O clemă de șină trebuie să stocheze energie elastică și să o elibereze ca forță de strângere, ciclu după ciclu, timp de zeci de ani. În starea-forjată, oțelul pentru arc nu este suficient de dur sau de rezistent pentru această sarcină. Tratamentul termic, în principal de călire și revenire, transformă microstructura în martensită temperată, ceea ce conferă clemei o forță de curgere ridicată, duritate ridicată, durată bună la oboseală și suficientă ductilitate pentru a evita fracturile fragile la impact.
Procesul de tratare termică: călire și călire
După forjare la cald, clemele sunt încălzite la temperatura de austenitizare, stinse în ulei sau apă pentru a forma martensită și apoi temperate la o temperatură controlată pentru a regla duritatea și duritatea. Rezultatul este un arc cu o sarcină stabilă la vârf, care nu se relaxează sub stresul de serviciu. Același tratament ameliorează, de asemenea, tensiunile interne acumulate în timpul formării, astfel încât clema își păstrează forma în timp.
Clase de oțel cu arc pentru cleme de șină
Clemele șinelor sunt fabricate din oțeluri silicon-mangan, cum ar fi 60Si2MnA, 60Si2CrA, 55Si2Mn și 38Si7, ale căror compoziții tipice sunt prezentate mai jos. Conținutul de siliciu de aproximativ 1,5 până la 2,0 procente conferă oțelului elasticitatea, iar conținutul de carbon determină duritatea care poate fi atinsă.
| Nota | C procente | Mn procente | Si procente | Cr procente | P max | S max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 60Si2MnA | 0.56-0.64 | 0.60-0.90 | 1.60-2.00 | 0,35 max | 0.03 | 0.03 |
| 60Si2CrA | 0.56-0.64 | 0.40-0.70 | 1.40-1.80 | 0.70-1.00 | 0.03 | 0.03 |
| 55Si2Mn | 0.52-0.60 | 0.60-0.90 | 1.50-2.00 | 0,35 max | 0.03 | 0.03 |
| 38Si7 | 0.35-0.42 | 0.50-0.80 | 1.50-1.80 | - | 0.03 | 0.03 |
Aceste clase urmează standardele din oțel pentru arcuri, cum ar fi GB/T 1222 și specificațiile europene corespunzătoare pentru oțel pentru arcuri.
Cerințe de duritate și oboseală
După tratamentul termic, clemele E- sunt furnizate de obicei la 44 până la 48 HRC și clemele de tensionare la 42 până la 47 HRC. Durata de viață la oboseală este verificată prin teste ciclice: o clemă realizată din sârmă de 18 mm trebuie să supraviețuiască 3 milioane de cicluri fără a se rupe, iar o clemă de 20 mm 5 milioane de cicluri. Aceste cerințe asigură că clema nu se rupe sub milioane de treceri de roți pe parcursul duratei sale de viață.
Producție și tratarea suprafeței
Clemele forjate sunt preferate față de cele formate prin alte procese, deoarece forjarea la cald produce cea mai uniformă microstructură. După tratamentul termic, suprafața este protejată împotriva coroziunii prin ungere, înnegrire prin oxid, vopsire colorată, galvanizare la cald-sau zincare, în funcție de mediu și de cerințele clientului. Tratamentul termic și tratamentul de suprafață determină împreună durata de viață a clemei.
FAQ
Î: De ce este esențial tratamentul termic pentru clemele șinei?R: Tratamentul termic întărește oțelul arcului, îi crește rezistența la curgere și durata de viață la oboseală și ameliorează stresul intern, astfel încât clema poate ține șina în siguranță pentru milioane de cicluri de încărcare.
Î: Ce duritate ar trebui să aibă o clemă de șină după tratament?R: Valorile tipice sunt 44 până la 48 HRC pentru clemele E-și 42 până la 47 HRC pentru clemele de tensiune, în funcție de grad și de cerință.
Î: Ce oțel este folosit pentru a face cleme de șină?R: Oțeluri cu arc siliciu-mangan, cum ar fi 60Si2MnA, 60Si2CrA, 55Si2Mn și 38Si7, cu siliciu în jur de 1,5 până la 2,0 la sută pentru a conferi elasticitate.
Î: Cum se verifică durata de viață la oboseală a unui clip?R: Prin testare ciclică: o clemă de 18 mm trebuie să reziste la 3 milioane de cicluri și o clemă de 20 mm 5 milioane de cicluri fără a se rupe.
Î: De ce clemele forjate sunt mai bune decât clemele din alte procese de formare?R: Forjarea la cald produce cea mai uniformă microstructură, ceea ce oferă o duritate, rezistență și performanță la oboseală mai consistente pe întregul clip.
