Перспективы использования твердосплавных пластин для обточки колес

Анализ показал, что имеется три основных источника поступления твердосплавных пластин в депо:

•   отечественные комбинаты твердых сплавов и иностранные фирмы;

• региональные предприятия, которые дорабаты­вают заготовки, приобретенные на комбинатах твердых сплавов;

•   региональные коммерческие фирмы и комби­наты твердых сплавов.

В ОмГУПС в течение двух лет проводился анализ качества пластин, поставляемых в два локомотивных и три вагонных депо Омского отделения Западно-Сибирс­кой дороги. Было установлено, что среди производите­лей твердого сплава наивысшую работоспособность пластин обеспечивают фирмы Мицубиси Карбайд (Япо­ния), Сандвик Коромант (Швеция) и Крупп Видиа (Герма­ния). Работникам депо следует знать, что иностранные фирмы имеют в России свои региональные представи­тельства, которые заинтересованы в заключении долго­срочных договоров на поставку своей продукции. Одна­ко необходимо иметь в виду, что подчас за наличный расчет продают технологический брак или изделия без каких-либо гарантий качества. Конкурентноспособные пластины, но несколько ниже по ресурсу выпускает Московский комбинат твердых сплавов (МКТС). Киро­воградский комбинат твердых сплавов (КЗТС) выпускает пластины высокого качества, но стойкость их на 15-20 % ниже, чем у МКТС. Вместе с тем, стоимость пластины в несколько раз ниже, чем у пластин МКТС, что говорит об их более высоких экономических показателях. Пластины из Комсомольска-на-Амуре не обеспечивали стружко-ломание на применяемых в депо режимах резания. Региональные предприятия обеспечивают неплохое ка­чество своих изделий при приемлемых ценах. Региональ­ные коммерческие фирмы предлагают разнообразные пластины по самым разным ценам.

Твердосплавные пластины - это весьма сложные изделия, которые должны быть изготовлены из сырья соответствующего качества и заточены со строго регла­ментированной геометрией. Брак может получиться как на стадии изготовления заготовки, так и на стадии заточки пластин. При покупке твердосплавных пластин у неизве­стных лиц следует иметь в виду, что в случае приобре­тения бракованных изделий претензии к их качеству предъявлять будет некому. При наличии договора потре­бителя с поставщиком - производителем пластин с оговоренными гарантиями по качеству вопрос о замене бракованных изделий можно решить весьма оперативно. Следует также знать, что производители пластин весьма заинтересованы в прямых связях с потребителями и предлагают цены более низкие, чем посредники. При­чем вопросы качества с ними решить проще, чем с посредником, даже добросовестным.

Перспективы обеспечения предприятий твердосплав­ными пластинами неразрывно связаны с общей ситуаци­ей на рынке инструментальных материалов. Сейчас имеется два основных платежеспособных потребителя твердого сплава - это железная дорога и сырьевые отрасли (буровой инструмент). Машиностроение - ра­нее основной потребитель - с 1992 г. практически прекратило закупки этих изделий. Осталось несколько крупных предприятий, в основном автомобилестрои­тельных, которые сохранили объемы производства. В связи с этим цены на твердосплавные изделия в России в данный момент находятся на уровне их себестоимости, в то время как мировые цены на эти изделия в 4-5 раз выше. Тем не менее иностранные фирмы сейчас прода­ют в России свою продукцию по ценам существенно ниже, чем в прейскурантах. Однако такое положение может измениться. Как только машиностроение начнет восстанавливать объемы производства , цены на твердо­сплавные пластины очень быстро догонят и, возможно, перегонят мировые.

Перспектива превышения внутренних цен над миро­выми вполне реальна, так как цена на твердый сплав складывается из цен на сырье, стоимости его переработ­ки и стоимости изготовления пластин. Если стоимость изготовления может увеличиться ненамного, то с сырьем ситуация достаточно сложная. Дело в том, что твердые сплавы - это карбиды вольфрама и других тугоплавких металлов, спеченные с кобальтовой связ­кой. Природные запасы этих металлов в стране и в мире очень малы (во всяком случае, разведанные). Тем не менее за последние 10 лет основное количество твердо­сплавного лома из России и стран СНГ было вывезено за границу.

В настоящее время лом твердого сплава у частных лиц и организаций принимается на законных основаниях по цене около двух долларов за килограмм. Пластины из твердого сплава по мировым ценам стоят около 800 долларов за килограмм. Проследить путь от лома до получения окончательного продукта — задача государ­ственная. Поэтому, с нашей точки зрения, необходимо прекратить вывоз лома твердосплавных металлов за границу. В пределах отрасли вопрос может быть решен на уровне дорог. Для организации сбора изношенных пластин и их обломков достаточно решения МПС. Необ­ходим комплекс административных мероприятий с уче­том экономической заинтересованности дорог.

В настоящее время, несмотря на сокращение пере­возок, объем механической обработки колес не умень­шаете я. Это объясняется увеличением числа колесных пар с изношенными гребнями, внедрением упрочнения поверхности катания колес, большое количество кото­рых имеет термомеханические повреждения, ползуны, выщербины и другие дефекты. В результате увеличива­ется трудоемкость и снижается производительность при восстановлении профиля катания, увеличивается расход твердосплавных пластин. Поэтому поиск путей повыше­ния ресурса режущего инструмента для обработки колес приобретает особую актуальность.

В условиях депо применять разработки, обеспечива­ющие повышение ресурса твердосплавных пластин, весь­ма сложно. Использование индукционного отжига, газо­пламенного и плазменного нагрева для снижения твердо­сти срезаемого слоя требует значительных материаль­ных и трудовых затрат, решения проблем экологии и охраны труда.

Существенно повысить ресурс многогранных твердо­сплавных пластин можно переточкой с использованием современных методов повышения стойкости твердого сплава. ОмГУПС в содружестве с ОмГТУ в течение трех лет производил опытную переточку пластин круглой формы RPUX 3010MO и 2710МО, потерявших режущую способность в эксплуатации. За 1998 — 1999 гг. было переточено более 10 тыс. пластин для восьми вагонных и локомотивных депо Западно-Сибирской, Восточно-Сибирской и Красноярской дорог. Успешно прошли испытания переточенные пластины RNGX 1212MO на сборных фрезах для станков КЖ-20, которые показали эффективность не ниже, чем у новых. Хорошие резуль­таты показали также пластины призматической формы LMNX и BNMX. Стойкость переточенных пластин и стружколомание было обеспечено на уровне новых. Особен­ность разработанной технологии для пластин всех форм - это глубокая заточка, которая позволяет восстанавли­вать от 60 до 90% изношенных пластин.

Существенно сократить расход твердосплавных пла­стин при обработке колесных пар можно путем исполь­зования современных методов упрочнения. Так, в вагон­ных депо Омска были проведены сравнительные испыта­ния упрочненных пластин; при этом наилучшие результа­ты показали ионная имплантация и термомеханическая обработка. Опыт работы пассажирского депо ст. Томск показал, что применение пластин, упрочненных ионной имплантацией, позволяет сократить расход твердого сплава в 2 раза (данные получены по результатам эксплуатации пластин в течение двух лет).

Необходимо отметить, что обточка колес произво­дится в режимах, которые приводят к деформации лезвия и режущей части твердосплавных пластин. Поэто­му поверхностные методы упрочнения, которые дают хорошие результаты на большинстве машиностроитель­ных предприятий, практически непригодны для обточки колес. Кроме того, упрочнение - это очень сложная операция, которая может привести к нестабильности и даже к понижению стойкости в случае нарушения техно­логии. Поэтому принимать решение об использовании тех или иных упрочненных пластин можно только после их производственных испытаний. Опыт работы пассажир­ского депо ст. Томск показывает, что использование пластин, упрочненных ионной имплантацией, позволяет сократить расход твердого сплава в 2 раза (данные получены в результате эксплуатации переточенных пла­стин в течение двух лет).

Учитывая накопленный опыт эксплуатации восстанов­ления пластин и складывающуюся ситуацию с обеспече­нием депо твердосплавными пластинами, можно сделать вывод, что в системе МПС целесообразно иметь участки по их сортировке и переточке. Это позволит существен­но увеличить ресурс твердосплавных пластин и снизить затраты, так как стоимость заточки многократно ниже приобретения новых изделий. Целесообразно, чтобы эти участки были хозрасчетными.

Разработанная технология позволяет на одном мо­дернизированном станке мод. ЗД642 или ЗМ642 с комп­лектом специальных приспособлений перетачивать до 100 пластин RPUX 3010МО или 50 пластин LMNX 191940, или 200 пластин RNGX 1212MO в смену. Такая произво­дительность даже превышает потребности предприятий крупного узла в твердосплавных пластинах. Кроме того, эти участки могут производить учет и складирование пластин, не подлежащих переточке, что позволит обеспе­чить запас ценных металлов в системе МПС.

На основе проведенных исследований авторы пред­лагают организовать в системе МПС сбор и сохранение твердосплавного лома и его переработку на договор­ных условиях на комбинатах твердого сплава, а также перейти на конкурсные условия размещения заказа для приобретения многогранных твердосплавных пластин. Существенными резервами сокращения расхода твер­досплавных пластин могут быть организация много­кратной переточки пластин на специализированных уча­стках и повышение их стойкости путем применения современных методов упрочнения.