钢领磁控溅射镀膜减摩特性研究

发布时间：2021-07-25 14:31

　　钢领作为环锭细纱机的一个重要零件,在不同型号环锭细纱机上的用量在600¹200个之间,年消耗量接近一亿个,钢领表面的减摩性能直接关系到纺纱质量和生产效率。国际上先进纺纱企业采用的钢领表面摩擦系数、粗糙度低,纺纱锭速可达到25000 r/min,使用寿命两年以上,但生产成本较高。国内纺纱企业多使用普通碳钢或合金钢钢领,钢领表面摩擦系数高,纺纱锭速为15000 r/min,纺纱效率低,高锭速下纱线毛羽值、断头率较高,纺纱质量差。因此研究钢领的减摩性能对提高纺纱锭速和改善纺纱质量有着重要的意义。本研究以102Cr17Mo不锈钢抛光钢领为研究对象,采用磁控溅射技术对钢领表面进行镀膜改善减摩耐磨性。以现有试验设备条件要求选择试验靶材,从溅射自润滑软膜、硬膜两个角度考虑,试验设计三种镀膜方案:铬膜层、自润滑石墨膜层、氮化钛硬质膜层。经过大量试验对比分析:磁控溅射镀铬膜层摩擦系数降低到0.6左右,与电镀铬钢领差异不大,但膜基结合力强;石墨镀层膜基结合力小,减摩耐磨效果差;TiN镀层减摩耐磨性能良好但结合力需进一步提高。为实现减摩耐磨性与膜基结合力的同时提高,综合分析镀膜方案采用... 

【文章来源】：河北农业大学河北省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 钢领工作原理及磨损形式
    1.3 钢领表面处理技术国内外现状
        1.3.1 抛光钢领
        1.3.2 电镀钢领
        1.3.3 自润滑耐磨钢领
        1.3.4 陶瓷钢领
        1.3.5 粉末冶金烧结钢领
    1.4 磁控溅射技术
        1.4.1 磁控溅射技术简介
        1.4.2 溅射原理
        1.4.3 溅射方式
        1.4.4 磁控溅射技术减摩耐磨膜层研究现状
    1.5 研究的主要内容和技术路线
        1.5.1 研究目标
        1.5.2 研究主要内容
        1.5.3 研究的技术路线
2 试验设计与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 基体材料预处理
        2.1.3 试验靶材及气体
    2.2 试验设备
        2.2.1 中频磁控溅射镀膜机
        2.2.2 抽真空系统
        2.2.3 电源控制系统
        2.2.4 配气系统
    2.3 检测设备
        2.3.1 摩擦磨损试验机
        2.3.2 扫描电子显微镜能谱仪
        2.3.3 X射线衍射仪
        2.3.4 表面粗糙度仪
        2.3.5 盐雾腐蚀试验箱
        2.3.6 毛羽测试仪
    2.4 真空磁控溅射镀膜工艺
        2.4.1 镀膜前处理
        2.4.2 镀膜工艺流程
    2.5 试验工艺参数确定
    2.6 试验方案确定
        2.6.1 铬膜层
        2.6.2 石墨自润滑膜层
        2.6.3 氮化钛硬质膜层
        2.6.4 Cr/TiN双层膜试验方案
    2.7 试验方法
        2.7.1 正交试验法
        2.7.2 正交试验设计
3 试验参数对钢领表面摩擦系数的影响
    3.1 试验结果计算
    3.2 试验参数影响分析
        3.2.1 氮气流量对摩擦系数的影响
        3.2.2 镀膜功率对摩擦系数的影响
        3.2.3 镀膜时间对摩擦系数的影响
        3.2.4 炉内温度对摩擦系数的影响
        3.2.5 极差值的分析
    3.3 本章小结
4 单因素试验和Cr/TiN薄膜减摩效果分析
    4.1 氮气流量单因素试验
    4.2 氮气流量对表面摩擦系数的影响
    4.3 不同氮气流量下膜层形貌电镜分析
    4.4 不同氮气流量下膜层成分能谱分析
    4.5 膜层XRD检测分析
    4.6 确定镀膜工艺参数
    4.7 本章小结
5 Cr/TiN薄膜性能检测
    5.1 薄膜硬度及附着力
    5.2 薄膜的表面粗糙度
    5.3 薄膜耐蚀性能
    5.4 应用测试
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文
作者简历
致谢
中文详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3302206