生物质成型机微弧氧化膜衬套磨损特性研究

发布时间：2020-06-23 13:29

【摘要】：生物质成型机是将生物质秸秆等材料转化为高密度,高热值,运输方便的生物质燃料的关键设备。但是生物质成型机成型条件复杂,通常伴随着高温,高压等极端工况条件。生物质材料在成型过程中对成型衬套造成严重磨损,使得成型衬套寿命短,维护费用高,严重制约了生物质成型产业的发展。本文通过生物质成型棒料对现有衬套材料的磨损实验,研究普通衬套材料磨损机理,并以铝合金微弧氧化膜耐磨材料改善衬套耐磨性能。研究适用于生物质成型衬套的微弧氧化膜制备工艺,并对微弧氧化膜耐磨损机理进行探究,得出微弧氧化膜衬套最佳制备工艺及微弧氧化膜衬套耐磨损机理。针对生物质成型机衬套磨损严重的问题,本文首先对生物质成型材料特性进行研究,得出生物质成型材料硬度特性和化学成分。又以常用的45钢衬套为实验对象,针对生物质成型材料改进试验装置,进行45钢衬套生物质成型材料磨损实验,分别研究不同载荷、转速工况下的生物质成型材料对45钢衬套磨损作用的区别,得出工况因素变化对45钢衬套磨损的影响规律以及45钢衬套的磨损机理。根据Хрушов相对硬度理论及Archard粘着磨损模型分析了生物质成型衬套耐磨设计要求。为解决传统金属材料在生物质成型过程中耐磨性能差的问题,本文以45钢材料衬套磨损机理为依据,根据耐磨损设计要求,创新性的采用铝合金微弧氧化膜衬套解决生物质成型衬套耐磨损问题。通过研究微弧氧化膜不同制备参数对氧化膜特性的影响规律,得出符合生物质成型衬套耐磨要求的微弧氧化膜衬套制备工艺。为探究铝合金微弧氧化膜衬套在生物质作用下的磨损机理,本文通过模拟工况实验,分别对磨损量、磨损形貌、磨损表面能谱进行分析,研究了不同硬度、厚度的微弧氧化膜衬套磨损作用的变化,确定了微弧氧化膜最佳耐磨参数。又以选定的微弧氧化膜为对象,结合生物质特性,通过磨损实验分析,得出铝合金微弧氧化膜衬套在生物质材料作用下的耐磨机理。同时通过建立微弧氧化膜衬套线磨损量曲线,对微弧氧化膜衬套进行了寿命评估。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6;TG174.4

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本文编号：2727401