中车株洲电力机车有限公司（湖南 412001）康孜雯段怡雄鲁传高
【摘要】通过对比试验验证了钼层对车轴轮座部位表面及近表面缺陷磁粉探伤的影响，为喷钼车轴磁粉探伤工序设置提供了依据。
关键词：车轴；喷钼；磁粉探伤
1. 概述
车轴是机车转向架的关键部件，车轴的质量关系着行车的安全，随着铁路向高速重载方向发展，对于车轴这种在运行过程中承受高频交变载荷的关键部件，对其表面质量控制的磁粉检测至关重要。
为了便于装卸、防止车轴轮座的拉伤以及减少车轴轮座的微动磨损、提高车轴轮座的疲劳强度，车轴轮座采用了喷钼处理。目前公司80%以上在制车轴的轮座部位均进行了喷钼处理。因此，研究钼层对车轴缺陷磁痕显示情况的影响也就至关重要。
2. 钼层对车轴轮座部位表面磁场强度的影响
为确定钼层对车轴轮座部位表面磁场强度的影响，分别测量相同型号车轴喷钼前后轮座部位表面磁场强度。为减少误差，相同型号车轴使用相同小大磁化电流、同一设备进行磁化，并在同一位置测量三次取平均值。公司现有EA4T和35CrMoA两种材质车轴，选择该两种材质车轴进行测量，测量结果如表1所示。
从表1可以看出，喷钼对EA4T和35CrMoA两种材质车轴轮座部位表面磁场强度影响不大。
3. 钼层对缺陷显示的影响
为确定钼层对车轴表面及近表面缺陷显示的影响，收集轮座部位有缺陷车轴，记录下缺陷位置以及缺陷长度、深度。将缺陷车轴轮座部位进行喷钼处理，钼层厚度为0.2～0.25mm（与公司现有产品钼层厚度相同）。对喷钼后车轴进行磁粉探伤，磁化条件与喷钼前相同（相同小大磁化电流、同一设备），观察喷钼后缺陷磁痕的显示。
共收集到轮座部位有缺陷车轴16根，其中材质为EA4T车轴8根，材质为35CrMoA车轴8根；发纹
缺陷车轴14根（单个发纹缺陷12根，密集发纹缺陷2根），裂纹缺陷车轴2根；纵向缺陷车轴14根，横向缺陷车轴2根。将该12根车轴喷钼前后缺陷磁痕进行对比，具体情况如表2所示。
表1 车轴喷钼前后轮座部位表面磁场强度对比
序号车型材质
喷钼前/A·m-1喷钼后/A·m-1
纵向磁场强度周向磁场强度纵向磁场强度周向磁场强度1HXD1D35CrMoA5960 422058404160
2HXD1EA4T5160364052603540
3南非车EA4T6480 461064804630m 4广128EA4T4820 344049103420
表2 车轴喷钼前后缺陷显示情况对比
序号
车型
车轴编号
材质
缺陷长度/mm
缺陷深度/mm
缺陷位置
缺陷照片
喷钼后磁痕情况
1HXD1320185-516EA4T 2.5发纹0.1
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
2南非车
320357-1792
EA4T 4发纹0.1
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
3HXD1
430224-2549
EA4T 3发纹0.1
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
4HXD1D
320316-1218
35CrMoA
一条3，两条1发纹
0.1
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
5HXD1D 320118-38635CrMoA 2发纹0.1〜0.2
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
6HXD1D
钼加工
320316-1332
35CrMoA 3发纹0.1〜0.2
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
7南非车
430051-2286
EA4T 2发纹0.1
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
8
广128（动）
1400691-2793
EA4T 4发纹0.1〜0.2
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
9HXD1D
430297-3716
35CrMoA 3发纹0.1〜0.2
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
序号
车型
车轴编号材质
缺陷长度/mm
缺陷深度/mm
缺陷位置
缺陷照片
喷钼后磁痕情况
10HXD1D 430297-3705
35CrMoA 7发纹0.1〜0.2
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
11HXD1D
320101-7010
35CrMoA
约20条1〜2纵向发纹
0.1〜0.2
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
12HXD1D
320101-7017
35CrMoA
约20条1-2mm 纵向发纹
0.1〜0.2
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
13南非车
430429-1410384
EA4T
4发纹，与轴线角度约为
10°
0.1〜0.2
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
14HXD1D
430674-1410265
35CrMoA 6发纹，与轴
线角度约为
20°
0.1〜0.2
钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
15HXD1C 021152-786EA4T 8裂纹0.1〜0.2
非钢印端轮座
无缺陷磁痕显示
16HXD1C
12235-144327
EA4T 58裂纹0.1〜0.2
钢印端轮座
30mm 缺陷磁痕显示
表2中，深度为1～2mm 、磁痕长度为1～7mm 的横向或纵向发纹缺陷，喷钼后均无磁痕显示；深度为0.1～0.2mm 、磁痕长度为8mm 裂纹缺陷喷钼后无磁痕显示；深度为0.2～0.3mm 、磁痕长度为58mm 裂纹缺陷喷钼后有磁痕显示，但显示长度为30mm ，远小于喷钼前显示长度。
由此可见，钼层对发纹缺陷磁痕显示的影响非
常大，对裂纹缺陷磁痕显示的影响相对较小，但仍会影响裂纹磁痕的显示。
4. 喷钼车轴磁粉探伤工序的设置
根据表2中各种缺陷车轴喷钼前后缺陷磁痕显示情况进行分析，有以下6种情况（按EN 13261要求验收）。
（续 ）
（1）车轴喷钼前，轮座部位存在表2中1～9的缺陷，即单条磁痕长度未超标发纹，喷钼前磁粉检测结果为缺陷未超标，喷钼后磁粉检测结果为无缺陷磁痕显示。喷钼前后检测结果相同。
（2）车轴喷钼前，轮座部位存在表2中10的缺陷，即单条磁痕长度超标发纹，喷钼前磁粉检测结果为缺陷超标，车轴报废，但喷钼后磁粉检测结果为无缺陷磁痕显示，车轴合格。
（3）车轴喷钼前，轮座部位存在表2中11、12的缺陷，即密集发纹，磁痕总长超标发纹，喷钼前磁粉检测结果为缺陷超标，车轴报废，但喷钼后磁粉检测结果为无缺陷磁痕显示，车轴合格。
（4）车轴喷钼前，轮座部位存在表2中13、14的缺陷，即横向发纹，喷钼前磁粉检测结果为缺陷超标，车轴报废，但喷钼后磁粉检测结果为无缺陷磁痕显示，车轴合格。
（5）车轴喷钼前，轮座部位存在表2中15的缺陷，即纵向裂纹，喷钼前磁粉检测结果为缺陷超标，车轴报废，但喷钼后磁粉检测结果为无缺陷磁痕显示，车轴合格。
（6）车轴喷钼前，轮座部位存在表2中16的缺陷，即纵向裂纹，喷钼前磁粉检测结果为缺陷超标，车轴报废，喷钼后磁粉检测结果为缺陷超
标，车轴报废。喷钼前后检测结果相同。
从上述6种情况可知，当车轴表面存在表2中1～15的缺陷时，钼层将导致缺陷的漏检；当车轴表面存在表2中10～15的缺陷时，钼层将导致车轴磁粉检测结果的误判，即将不合格车轴判定为合格车轴。
因此，为加强车轴表面质量的控制，防止车轴表面缺陷的漏检及磁粉检测结果的误判，应对喷钼车轴进行两次磁粉检测。为消除钼层对缺陷磁痕的影响，第一次磁粉检测在车轴半精加工后、轮座部位喷钼前进行，检测合格车轴才能进行喷钼处理；第二次磁粉检测在轮座部位喷钼且车轴精加工完后进行。公司喷钼车轴均进行了喷钼前、后两次磁粉探伤，消除了钼层对车轴缺陷磁痕显示的影响。
5. 结语
钼层虽对车轴轮座部位表面磁场强度影响不大，但会影响缺陷磁痕特别是发纹缺陷磁痕的显示，因此，应在车轴喷钼前后分别对其进行一次磁粉检测，以保证车轴产品的质量。
参考文献：
[1] 李家伟，陈积懋.无损检测手册[M].北京：机械工
业出版社,2002.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议