發(fā)布時(shí)間：2021-08-29 10:45

　　船用活塞銷(xiāo)用于連接活塞和連桿,長(zhǎng)期暴露于高溫環(huán)境,在承受較大周期性沖擊載荷的同時(shí),又因難以形成潤(rùn)滑油膜,潤(rùn)滑條件差,承受往復(fù)的摩擦磨損,這些復(fù)雜且惡劣的工作環(huán)境要求活塞銷(xiāo)必須具有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性能,因此,本文選擇活塞銷(xiāo)的常用材料低碳鋼為對(duì)象,采用液相等離子體電解技術(shù)在其表面制備碳氮共滲層,進(jìn)一步提高其摩擦學(xué)性能。本文首先采用不同體系、不同配方的電解液進(jìn)行了電解液體系的探索實(shí)驗(yàn),分析了低碳鋼在各種電解液體系下實(shí)驗(yàn)的共滲效果;然后制定實(shí)驗(yàn)方案,創(chuàng)新采用階段式電壓對(duì)低碳鋼進(jìn)行液相等離子體電解碳氮共滲處理,并通過(guò)SEM/BSE、XRD、EDS、顯微硬度儀、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)等,對(duì)共滲層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、組成及摩擦學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試;探索對(duì)比了不同模式下的能耗情況。研究結(jié)果表明:低碳鋼在尿素+甘油體系電解液中進(jìn)行碳氮共滲處理,反應(yīng)過(guò)程連續(xù)、穩(wěn)定,制備的滲層厚度均勻,且實(shí)驗(yàn)成本可控,適合作為實(shí)驗(yàn)用電解液;實(shí)驗(yàn)條件下獲得了均勻致密的碳氮共滲層,階段式電壓能明顯提升共滲效果,滲層厚度高達(dá)161.34μm,與現(xiàn)有文獻(xiàn)相比約提升了 13.0%,滲層硬度高達(dá)800HV以上,為基體硬度的3倍左右;滲層表面存在球凸起... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鐵氮相圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｉｒｏｎ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ??（１）處理溫度不同??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???（２）等離子體噴涂??等離子噴涂的原理是利用等離子弧流的能量，將金屬或非金屬粉末加熱至半熔融或??熔融狀態(tài)，然后在等離子火焰流的作用下將其高速?lài)娡坎⒊练e在工件表面形成涂層，進(jìn)??行該工藝之前工件表面需要預(yù)處理。一般的等離子噴涂設(shè)備如圖１．２［２５］所示。??冷卻水－??正十１?Ａ??（鋼）?待加工材料一＂??負(fù)一１?ｉｒｎ??（鎢）?ｉ?熱噴涂覆蓋膜—??隔熱體￣｜?Ｉ??．Ｔ．作氣體＿１?Ｔ??（Ａｒ．?ＮＪ?匕粉未材料?Ｕ??圖１．２等離子噴涂設(shè)備原理圖［２５］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ２５］??等離子體噴涂工藝制備的涂層優(yōu)點(diǎn)是耐磨性強(qiáng)、硬度高，缺點(diǎn)為孔隙率高，結(jié)合強(qiáng)??度低。反應(yīng)過(guò)程受諸多因素影響，．電參數(shù)、氣流量、工作距離、工作對(duì)象表面溫度等因??素都會(huì)對(duì)噴涂過(guò)程產(chǎn)生影響，而且存在能耗高，噪音大等問(wèn)題。??（３）等離子體化學(xué)氣相沉積??等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)是利用等離子體能量使含有原子的氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生常規(guī)??條件下不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中氣體放電并在工件表面上沉積一層薄膜的??工藝，屬于低溫等離子體沉積技術(shù)范疇［２６］。??等離子體化學(xué)氣相沉積制備的涂層雖然厚度很薄，但均勻致密，結(jié)合力強(qiáng)，該工藝??在實(shí)際應(yīng)用中的阻礙為創(chuàng)造所需要的真空環(huán)境比較困難。??（４）低溫等離子體表面處理??低溫等離子體表面處理技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于金屬材料的表面強(qiáng)化處理中，常用的有??雙輝光離子滲金屬、離子滲碳、離子滲氮及離子碳氮共滲、等離子體微弧氧化技術(shù)等。??所提到的雙輝光離子滲金屬

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???而采用雙輝光離子滲金屬技術(shù)可以克服這些困難，向金屬材料表面滲入金屬元素或者組??合元素皆可實(shí)現(xiàn)，而且制備的合金深層具有多樣化的物理化學(xué)性能，其工作原理如圖１．３??所示［２７］。??擰制板＿??源極??高溫計(jì)?＿＼４／，／／??工件??陰極??＇ｈｌｉ?：：?Ｔｎ??惰性氣體Ｕ冷卻水?Ｑａ－＾ｅ??圖１．３雙輝光離子滲設(shè)備原理圖ｉ２ｆｌ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｏｕｂｌｅ?ｇｌｏｗ?Ｐｌａｓｍａ?ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ２７】??隨著社會(huì)進(jìn)步，另一種離子體放電一液相等離子體放電發(fā)展了起來(lái)，該技術(shù)的出現(xiàn)??也彌補(bǔ)了傳統(tǒng)等離子體方法的一些缺陷。??液相等離子體放電的研究始于水溶液中的瞬間放電現(xiàn)象［２８］。人們意外的觀(guān)察到等離??子體通道也可以在液體中形成，而且其中的離子體同樣具備高能量，可提供高溫條件、??沖擊波和紫外光輻射等能量環(huán)境０］。??液相等離子體電解就是在液相等離子體放電的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)是將??工件置于液體中利用等離子體的形成對(duì)材料進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，不同的等離子體電解技??術(shù)在工作對(duì)象、處理方法和處理功能上存在不同，但同樣都是在液體中進(jìn)行，并在工作??對(duì)象與輔助電極之間施加一定的電壓，而且工作對(duì)象表面附近會(huì)觀(guān)察到放電現(xiàn)象，放電??現(xiàn)象的發(fā)生是等離子體形成的前提條件。??－７?－??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3370506