45钢低温液体渗硫技术及其渗硫层摩擦学性能研究

发布时间：2017-04-17 18:13

  本文关键词：45钢低温液体渗硫技术及其渗硫层摩擦学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：FeS是一种典型的固体自润滑材料,对钢铁表面渗硫处理可以改善表面的润滑状态,提高钢铁材料减摩耐磨的性能,因此渗硫处理越来越受到人们的重视。发展无毒、低成本、工艺简便以及适合于大范围推广使用的渗硫技术是目前急需解决的问题,为此,本文开展了无毒、低成本的低温溶液化学镀渗硫技术及其渗硫层的减摩、抗粘着特性与机理的研究,优化了配方组成,明晰了渗硫层的摩擦学特性及其减摩、抗粘着机理。 首先通过低温化学渗硫技术在45钢表面制备渗硫层,以摩擦磨损性能为依据,通过控制单一因素法对渗剂配方进行了优化研究,在优化后的配方下改变渗硫工艺(渗硫时间、温度、基体粗糙度)进行渗硫处理,采用M-200型摩擦磨损试验机评价了不同渗硫工艺与不同工况条件对渗硫层摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及三维轮廓仪等观察并分析了渗硫层的形貌、结构、物相组成、元素分布情况及其磨痕形貌与磨痕表面组成等,研究渗硫层的减摩、抗粘着机理。研究表明,通过低温溶液渗硫在45钢表面形成的渗硫层减摩、耐磨性能明显提高,渗硫溶液配方及工艺对渗硫层减摩、耐磨性能有明显影响。当载荷超过了渗硫层的承载能力,摩擦副金属基体间直接接触,渗硫样件也发生严重磨损；干摩擦条件下渗硫层FeS组织易剪切滑移,具有减摩自润滑特性；油润滑条件下渗硫层更有利于摩擦副之间形成液-固协同润滑膜,减摩、抗粘着效果更佳。摩擦磨损过程中对偶件转移生成的硫化亚铁也可有效的发挥减摩、抗粘着作用。
【关键词】：45钢 低温液体渗硫 制备工艺 减摩耐磨
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117;TG174.4
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-15
• 第一章 绪论15-22
• 1.1 引言15
• 1.2 固体润滑15-16
• 1.2.1 固体润滑材料的组成与分类15-16
• 1.2.2 固体润滑剂的使用方法16
• 1.3 国内外渗硫技术的发展16-18
• 1.3.1 渗硫方法简介16-17
• 1.3.2 固体渗硫17
• 1.3.3 液体渗硫17-18
• 1.3.4 气体渗硫18
• 1.4 渗硫技术的应用与发展18-21
• 1.5 课题意义和主要研究内容21-22
• 第二章 室温渗硫工艺22-32
• 2.1 配方的选取22
• 2.2 化学反应机理22-25
• 2.3 渗硫过程25-26
• 2.4 渗硫层微观测试分析26-29
• 2.4.1 主要微观分析设备26-27
• 2.4.2 渗硫层的形貌27-29
• 2.6 渗硫层的物相组成29
• 2.7 渗硫层成分分析29-31
• 2.8 本章小结31-32
• 第三章 渗硫层摩擦磨损特性研究与配方优化32-44
• 3.1 M-200磨损试验机32-33
• 3.2 硫代硫酸钠对渗硫层摩擦磨损性能的影响33-35
• 3.3 亚硫酸钠对渗硫层摩擦磨损性能的影响35-36
• 3.4 硫酸亚铁对渗硫层摩擦磨损性能的影响36-38
• 3.5 酒石酸对渗硫层摩擦磨损性能的影响38-39
• 3.6 稀土元素的添加对渗硫层摩擦磨损性能的影响39-40
• 3.7 渗硫试样与未渗硫试样40-42
• 3.8 不同摩擦副的影响42-43
• 3.9 本章小结43-44
• 第四章 渗硫工艺和工况条件对渗硫层摩擦学特性的影响44-55
• 4.1 渗硫工艺对渗硫层摩擦学特性的影响44-49
• 4.1.1 渗硫时间对渗硫层摩擦学特性的影响44-47
• 4.1.2 渗硫试样粗糙度对渗硫层摩擦学特性的影响47-48
• 4.1.3 渗硫温度对渗硫层摩擦学特性的影响48-49
• 4.2 不同工况条件对渗硫层摩擦学特性的影响49-54
• 4.2.1 载荷对渗硫层摩擦学特性的影响49-51
• 4.2.2 试验时间对渗硫层摩擦学特性的影响51-52
• 4.2.3 润滑条件对渗硫层摩擦学特性的影响52-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 摩擦磨损机理分析55-64
• 5.1 摩擦的分类55-56
• 5.2 渗硫层减摩耐磨机理分析56-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况69

【参考文献】

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本文编号：314032