齿轮用45钢锰系磷化膜和锰系复合磷化膜的性能比较

发布时间：2021-02-01 14:22

　　在含有聚四氟乙烯（PTFE）颗粒的磷化液中,通过共沉积在齿轮用45钢表面制备了锰系复合磷化膜,比较了锰系磷化膜和锰系复合磷化膜的微观形貌、成分、膜重、结合力、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明,锰系复合磷化膜中含有Mn、P、Fe、O、C和F六种元素,与锰系磷化膜相比多了F元素,证实了一定量的PTFE颗粒通过共沉积进入磷化膜中。锰系磷化膜和锰系复合磷化膜的膜重接近,均为16 g/m2左右,且锰系磷化膜和锰系复合磷化膜均与基体结合良好。与锰系磷化膜相比,锰系复合磷化膜的硬度略有提高,硬度值约为253.4 HV,耐磨性能和耐腐蚀性能都明显改善。PTFE颗粒主要填充在磷化膜晶粒间隙处,形成固体润滑膜起到减轻摩擦的作用,同时有效阻止了腐蚀溶液的渗透,故锰系复合磷化膜表现出相对较高的硬度以及更好的耐磨性能和耐腐蚀性能。 

【文章来源】：电镀与精饰. 2020,42(08)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1 两种磷化膜的微观形貌

图2为两种磷化膜的磨损失重和摩擦系数。可见锰系磷化膜的磨损失重和摩擦系数分别为0.44 mg和0.52，锰系复合磷化膜为0.39 mg和0.41。磨损失重和摩擦系数明显降低说明了锰系复合磷化膜的耐磨性能优于锰系磷化膜。锰系磷化膜的磨痕形貌如图3(a）所示，可见锰系磷化膜表面出现了宽而深的凹坑，呈块状和细小颗粒状的磨屑散落在摩擦接触表面，出现了局部堆积现象。锰系复合磷化膜的磨痕形貌如图3(b）所示，可见锰系复合磷化膜表面的凹坑较浅，磨屑也呈块状和细小颗粒状，主要分布在凹坑周围，未出现局部堆积现象。

锰系磷化膜的磨痕形貌如图3(a）所示，可见锰系磷化膜表面出现了宽而深的凹坑，呈块状和细小颗粒状的磨屑散落在摩擦接触表面，出现了局部堆积现象。锰系复合磷化膜的磨痕形貌如图3(b）所示，可见锰系复合磷化膜表面的凹坑较浅，磨屑也呈块状和细小颗粒状，主要分布在凹坑周围，未出现局部堆积现象。众所周知，摩擦过程中会产生热量，这使得填充在晶粒间隙的PTFE颗粒受热膨胀[7]。随着晶粒被刮磨逐渐损耗，受热膨胀的PTFE颗粒在挤压作用下变形并被刮磨转移至摩擦副之间。由于PTFE颗粒具有自润滑特性，在摩擦副之间会形成固体润滑膜，起到减轻摩擦的作用[8]。因此，锰系复合磷化膜表现为轻度磨损。而锰系磷化膜由于在无任何润滑条件下持续干摩擦，必然引起表面擦伤和局部受挤压变形而剥落，表现为较严重磨损。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]冷轧A3钢薄板的稀土复合锌系低温磷化[J]. 江静华,李凌,胡建新,蒋建清,马爱斌.  表面技术. 2007(04)
[4]常温磷化处理技术的研究现状及展望[J]. 张圣麟,陈华辉,李红玲,郑洪河,常照荣.  材料保护. 2006(07)

硕士论文
[1]铝管表面无铬钝化及质量检测方法研究[D]. 张春燕.中南大学 2011



本文编号：3012907