鋼的稀土催化滲硫新工藝及滲層摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、該文借助稀土特殊的表面活性,成功開(kāi)發(fā)了稀土催化低溫熔融滲硫和室溫鹽液滲硫兩項(xiàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了安全、高效、低成本滲硫,滿足了其在冶金、機(jī)械行業(yè)推廣應(yīng)用的基本要求,并在不銹鋼絲繩合攏成型模具——Cr12壓線模上取得良好的實(shí)用效果.該文重點(diǎn)考察了滲硫?qū)訙p摩效果與厚度之間的關(guān)系,認(rèn)為已有文獻(xiàn)提出的單一臨界膜厚概念不足以闡釋減摩效果對(duì)潤(rùn)滑層厚度的依賴性,故而從摩擦學(xué)理論的角度提出了上、下臨界膜厚t<,C2>和t<,C1>等概念,并給出了表面潤(rùn)化層優(yōu)

2、化設(shè)計(jì)的基本原則,為滲硫處理及其他固體潤(rùn)滑技術(shù)在特定工況條件下的經(jīng)濟(jì)合理應(yīng)用提供了理論依據(jù).首先,系統(tǒng)研究了稀土元素種類(lèi)、加工量和加入狀態(tài)等對(duì)滲S過(guò)程的影響,成功配制出LMS系列稀土復(fù)合滲硫劑,并確定了相應(yīng)的低溫熔融滲硫工藝參數(shù).為降低能耗又進(jìn)一步發(fā)展了室溫鹽液滲硫工藝,自行配制出SBR系列配方,確定了滲硫工藝參數(shù).該鹽液由基本組分Na<,2>S<,2>O<,3>和復(fù)合促進(jìn)劑CA-2(氧化促進(jìn)劑KHSO<,3>+微量稀土鹽添加劑)組成.

3、在滲硫?qū)雍穸饶苡行Э刂坪瞳@得的工藝研究基礎(chǔ)上,論文工作進(jìn)而轉(zhuǎn)向其摩擦學(xué)特性的研究.試驗(yàn)表明:滲硫能明顯改善鋼的摩擦學(xué)性能,降低系統(tǒng)的摩擦系數(shù),減小配副的磨損.在100N、0.47m/s干摩擦條件下,滲硫Cr12(滲層厚約10μm)與不銹鋼對(duì)磨時(shí)的摩擦系數(shù)僅為原來(lái)的30~40％,而不銹鋼配副的磨損量降為原來(lái)的1/2左右.滲硫?qū)幽Σ料禂?shù)和耐磨壽命受滲層厚度、基體硬度的影響.在摩擦學(xué)理論方面,針對(duì)軟質(zhì)膜/硬基體與對(duì)偶件這一復(fù)雜體系,該文根據(jù)接

4、觸力學(xué)理論建立了"微凸峰—軟/硬平面接觸"模型,提出了上臨界膜厚t<,C2>、下臨界膜厚t<,C1>概念,較好地闡釋了軟質(zhì)膜減摩效果對(duì)其厚度的依賴性.最后,在以上試驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)不銹鋼絲繩合攏成型的關(guān)鍵部件—Cr12壓線模進(jìn)行了生產(chǎn)性應(yīng)用研究.在線生產(chǎn)跟蹤發(fā)現(xiàn),Cr12壓線模經(jīng)低溫熔融滲硫(LMS-7,190℃/4h)+MoS<,2>浸涂(15％wt水溶液,100℃/0.5h)處理后,其工作表面潤(rùn)滑條件明顯改善,有效降低