铁基粉末冶金材料表面渗硫及其摩擦学性能研究
发布时间：2021-10-20 23:48
铁基粉末冶金材料由于其具有良好的自润滑性能,因而广泛应用于滑动轴承和发动机轴套等摩擦副零部件中。然而随着科学技术的发展,铁基粉末冶金材料的自润滑性能不足以满足高温、高载等复杂工况条件的要求,因此改善铁基粉末冶金材料表面的减摩耐磨性能是成为工业生产中亟待解决问题。为此本文对铁基粉末冶金材料表面开展低温化学渗硫进行了相关研究,对配方组元和工艺参数进行了优化设计,对铁基粉末冶金材料表面的渗硫层物相组成进行了分析,并进行了渗硫层摩擦磨损试验,明晰了渗硫层的减摩耐磨机理。首先使用初始试验配方对铁基粉末冶金材料表面进行低温化学渗硫,以摩擦磨损试验后的摩擦系数和磨痕深度为依据,通过控制变量法对渗剂配方进行了优化设计,分析了渗硫温度、渗硫时间、渗硫前酸洗活化时间和基体表面粗糙度等渗硫工艺参数对渗硫层摩擦磨损性能产生的影响。开展了不同润滑条件、不同载荷和不同转速等工况条件下的摩擦磨损性能研究,用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等微观设备分析了渗硫层的形貌、结构、物相组成、元素分布情况以及摩擦磨损试验后的磨痕形貌和磨痕表面组成,分析研究渗硫层的减摩耐磨机理。研究表明,试验配方和工艺条件对渗...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渗硫层X-射线衍射图
图 2.3 渗硫层的纵向截面Fig 2.3 Longitudinal section of sulphur layer表 2.4 渗流层各点 EDS 分析数据（质量分数/%）Tab 2.4The EDS analysis data flow layer (wt /%)元素 Fe S O C Cu TiA 63.60 19.20 11.93 5.27 0 0B 70.60 17.20 8.96 3.24 0 0C 85.23 7.20 3.12 1.24 3.21 0D 88.17 0 0 1.21 10 0.62硫层的截面图 2.3 可以看出，渗硫层与基体有比较明显的分厚度在 8um 左右。但是渗硫层与基体的分界线并不是一条直凸不平形状，渗硫层的厚度有一定的波动，这可能是由于 S
微器来观测其磨痕深度，结合摩擦系数和磨痕深度的试验结果优选出渗硫效果较好的渗硫试样。摩擦磨损实验是在 HDM-20 端面摩擦磨损试验机上进行的，摩擦副的接触方式如图3.1所示，其中上试样材质为45钢，材料的硬度为 47-53HRC，摩擦副接触部分上试样的内圆直径为 22mm，外圆直径为 30mm。此外，上试样底部还有 6 个均匀分布宽度为 2mm 的槽口，以便油润滑时润滑油能更好的起到作用。下试样为渗硫试样，HDM-20 端面摩擦磨损试验机通过加载使下试样和上试样发生接触并使上试样转动
【参考文献】：
期刊论文
[1]含FeS铜基双金属轴承材料的摩擦学性能分析[J]. 薛露,尹延国,张国涛,李吉宁. 粉末冶金工业. 2017(04)
[2]45钢室温渗硫及其渗硫层的摩擦磨损性能[J]. 王涛,尹延国,张国涛,尹利广,解挺,田明. 材料热处理学报. 2014(11)
[3]45钢低温电解渗硫表面摩擦性能的研究[J]. 刘瑶,张红霞,朱远志. 特殊钢. 2013(02)
[4]活性屏离子渗硫工作气压对铝合金表面FeS固体润滑层的影响[J]. 乔玉林,胡春华,马世宁,王长生,杜云峰. 材料保护. 2010(10)
[5]不同磨损形式下的滑动轴承磨损表面及其磨粒特征[J]. 袁成清,王志芳,周志红,严新平. 润滑与密封. 2008(12)
[6]润滑理论研究的进展与思考[J]. 温诗铸. 摩擦学学报. 2007(06)
[7]稀土对低温熔融渗硫层腐蚀行为的影响[J]. 江静华,蒋建清,杨长勇,涂益友,马爱斌. 中国腐蚀与防护学报. 2007(05)
[8]减摩组元对树脂基闸片摩擦磨损性能的影响[J]. 陈刚,马燕,陈振华. 非金属矿. 2007(01)
[9]粉末选区激光烧结——一种新型粉末冶金成形技术[J]. 余文焘,欧阳鸿武,杨家林,陈欣,黄伯云. 稀有金属. 2006(S1)
[10]渗硫参数对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层的影响[J]. 胡春华,乔玉林,马世宁,邹家平,高月德,吴淼. 金属热处理. 2006(11)
博士论文
[1]铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D]. 尹延国.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]FeS/Cu基双金属轴承材料摩擦学性能研究[D]. 薛露.合肥工业大学 2017
[2]铜镍与铜铅轴承材料的摩擦学性能研究[D]. 唐红跃.合肥工业大学 2016
[3]45钢低温液体渗硫技术及其渗硫层摩擦学性能研究[D]. 王涛.合肥工业大学 2015
本文编号：3447826
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渗硫层X-射线衍射图
图 2.3 渗硫层的纵向截面Fig 2.3 Longitudinal section of sulphur layer表 2.4 渗流层各点 EDS 分析数据（质量分数/%）Tab 2.4The EDS analysis data flow layer (wt /%)元素 Fe S O C Cu TiA 63.60 19.20 11.93 5.27 0 0B 70.60 17.20 8.96 3.24 0 0C 85.23 7.20 3.12 1.24 3.21 0D 88.17 0 0 1.21 10 0.62硫层的截面图 2.3 可以看出，渗硫层与基体有比较明显的分厚度在 8um 左右。但是渗硫层与基体的分界线并不是一条直凸不平形状，渗硫层的厚度有一定的波动，这可能是由于 S
微器来观测其磨痕深度，结合摩擦系数和磨痕深度的试验结果优选出渗硫效果较好的渗硫试样。摩擦磨损实验是在 HDM-20 端面摩擦磨损试验机上进行的，摩擦副的接触方式如图3.1所示，其中上试样材质为45钢，材料的硬度为 47-53HRC，摩擦副接触部分上试样的内圆直径为 22mm，外圆直径为 30mm。此外，上试样底部还有 6 个均匀分布宽度为 2mm 的槽口，以便油润滑时润滑油能更好的起到作用。下试样为渗硫试样，HDM-20 端面摩擦磨损试验机通过加载使下试样和上试样发生接触并使上试样转动
【参考文献】：
期刊论文
[1]含FeS铜基双金属轴承材料的摩擦学性能分析[J]. 薛露,尹延国,张国涛,李吉宁. 粉末冶金工业. 2017(04)
[2]45钢室温渗硫及其渗硫层的摩擦磨损性能[J]. 王涛,尹延国,张国涛,尹利广,解挺,田明. 材料热处理学报. 2014(11)
[3]45钢低温电解渗硫表面摩擦性能的研究[J]. 刘瑶,张红霞,朱远志. 特殊钢. 2013(02)
[4]活性屏离子渗硫工作气压对铝合金表面FeS固体润滑层的影响[J]. 乔玉林,胡春华,马世宁,王长生,杜云峰. 材料保护. 2010(10)
[5]不同磨损形式下的滑动轴承磨损表面及其磨粒特征[J]. 袁成清,王志芳,周志红,严新平. 润滑与密封. 2008(12)
[6]润滑理论研究的进展与思考[J]. 温诗铸. 摩擦学学报. 2007(06)
[7]稀土对低温熔融渗硫层腐蚀行为的影响[J]. 江静华,蒋建清,杨长勇,涂益友,马爱斌. 中国腐蚀与防护学报. 2007(05)
[8]减摩组元对树脂基闸片摩擦磨损性能的影响[J]. 陈刚,马燕,陈振华. 非金属矿. 2007(01)
[9]粉末选区激光烧结——一种新型粉末冶金成形技术[J]. 余文焘,欧阳鸿武,杨家林,陈欣,黄伯云. 稀有金属. 2006(S1)
[10]渗硫参数对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层的影响[J]. 胡春华,乔玉林,马世宁,邹家平,高月德,吴淼. 金属热处理. 2006(11)
博士论文
[1]铜基石墨自润滑材料及其摩擦学研究[D]. 尹延国.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]FeS/Cu基双金属轴承材料摩擦学性能研究[D]. 薛露.合肥工业大学 2017
[2]铜镍与铜铅轴承材料的摩擦学性能研究[D]. 唐红跃.合肥工业大学 2016
[3]45钢低温液体渗硫技术及其渗硫层摩擦学性能研究[D]. 王涛.合肥工业大学 2015
本文编号：3447826
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