【摘要】：高壓旋轉(zhuǎn)噴頭以其打擊力度大,清洗效果好等特點(diǎn)受到人們的高度重視。噴嘴總成作為高壓旋轉(zhuǎn)噴頭的關(guān)鍵部件,其耐磨性能直接關(guān)系到旋轉(zhuǎn)噴頭的使用壽命。為合理選擇噴嘴、噴芯的材料,論文對(duì)硬質(zhì)合金/硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金/陶瓷摩擦副的摩擦磨損性能開展了研究,并進(jìn)一步分析了WC-Co硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其磨損性能的影響。以WC晶粒尺寸為0.77μm、Co相含量為11.6 wt.%的硬質(zhì)合金分別與YG6X硬質(zhì)合金球、Si3N4陶瓷球組成摩擦副進(jìn)行了摩擦磨損試驗(yàn),考察了摩擦行程、法向載荷、往復(fù)速度以及試樣表面粗糙度對(duì)摩擦副摩擦磨損性能的影響。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過比較兩種摩擦副的磨損體積和比磨損率,并結(jié)合高壓旋轉(zhuǎn)噴頭的服役條件,對(duì)摩擦副的材料進(jìn)行了選擇。結(jié)果表明,摩擦副中硬質(zhì)合金的耐磨性受其配副材料的影響,硬質(zhì)合金/硬質(zhì)合金摩擦副的耐磨性優(yōu)于硬質(zhì)合金/Si3N4陶瓷摩擦副。試驗(yàn)過程中,法向載荷與往復(fù)速度對(duì)不同的摩擦副的磨損量的影響程度不同。硬質(zhì)合金/硬質(zhì)合金摩擦副的磨損量,受所施加的法向載荷、往復(fù)速度的影響較小。而法向載荷和往復(fù)速度的變化,對(duì)硬質(zhì)合金/Si3N4陶瓷摩擦副的磨損量影響顯著,其磨損量隨法向載荷的增大呈線性增加,隨往復(fù)速度的增大,磨損量增加。制備了一系列具有不同微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的硬質(zhì)合金試樣,通過測(cè)量試樣與YG6X硬質(zhì)合金球磨損試驗(yàn)過程中的磨損量變化,探索了硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其磨損性能的影響。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)及超景深光學(xué)顯微鏡(OM)等檢測(cè)儀器,對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金的磨損機(jī)理進(jìn)行了初步的分析。結(jié)果表明,硬質(zhì)合金的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其磨損性能有很大的影響。相同Co含量條件下,硬質(zhì)合金中WC的粒徑越小,耐磨性越高;WC粒徑相同時(shí),低Co含量的硬質(zhì)合金表現(xiàn)出更好的耐磨性。試驗(yàn)過程中,硬質(zhì)合金的磨損機(jī)理主要是刮擦、WC晶粒的破碎剝落和Co相的涂抹。法向載荷對(duì)于硬質(zhì)合金的磨損機(jī)理有明顯的影響,法向載荷較小的情況下,硬質(zhì)合金的磨損機(jī)理多表現(xiàn)為刮擦。隨著法向載荷的增大,硬質(zhì)合金的磨損機(jī)理逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔鐪�、WC晶粒的破碎、剝落,以及Co相的涂抹。對(duì)于硬質(zhì)合金/硬質(zhì)合金摩擦副,只有摩擦副的兩種材料均選用低Co含量、細(xì)WC晶粒的硬質(zhì)合金材料,才能使得摩擦副的磨損量較小且一致。在上述研究基礎(chǔ)上,制備了WC粒徑0.6μm、6 wt.%Co的硬質(zhì)合金噴嘴和噴芯進(jìn)行了應(yīng)用考核。結(jié)果表明,在500 bar水壓下,高壓旋轉(zhuǎn)噴頭的噴嘴、噴芯的使用壽命達(dá)100 h以上,滿足零件清洗質(zhì)量的要求。
[Abstract]:High-pressure rotary sprinkler is highly valued for its strong impact and good cleaning effect. Nozzle assembly is a key component of high pressure rotary nozzle, and its wear resistance is directly related to the service life of rotary nozzle. The friction and wear properties of cemented carbide / cemented carbide, cemented carbide / ceramic friction pair were studied in this paper. The effect of microstructure parameters on wear properties of WC-Co cemented carbide was further analyzed. The friction and wear tests were carried out between cemented carbide with WC grain size of 0.77 渭 m Co phase of 11.6 wt.% and YG6X cemented carbide ball and Si3N4 ceramic ball respectively. The friction stroke and normal load were investigated. Effects of reciprocating speed and surface roughness on friction and wear properties of friction pairs. On the basis of the experiments, the wear volume and specific wear rate of the two friction pairs were compared, and the materials of the friction pairs were selected according to the service conditions of the high pressure rotary sprinklers. The results show that the wear resistance of cemented carbides in friction pairs is affected by their matching materials, and the wear resistance of cemented carbide / cemented carbide friction pairs is better than that of cemented carbide / Si3N4 ceramic friction pairs. During the test, the normal load and the reciprocating velocity have different effects on the wear of different friction pairs. The wear rate of the cemented carbide / cemented carbide friction pair is less affected by the normal load applied. The change of normal load and reciprocating velocity has a significant effect on the wear of cemented carbide / Si3N4 ceramic friction pair. The wear rate increases linearly with the increase of normal load, and increases with the increase of reciprocating velocity. A series of cemented carbide samples with different microstructure parameters were prepared. The effects of microstructure parameters on the wear properties of cemented carbide were investigated by measuring the wear amount of the specimens and YG6X cemented carbide ball during the wear test. The wear mechanism of WC-Co cemented carbide was preliminarily analyzed by means of scanning electron microscope (SEM) (SEM), X ray energy spectrometer (EDS) and hyper-depth of field optical microscope (OM). The results show that the microstructure parameters of cemented carbides have great influence on the wear properties of cemented carbides. Under the same Co content, the smaller the particle size of WC in cemented carbide, the higher the wear resistance, and the better wear resistance of low Co content cemented carbide with the same WC particle size. During the test, the wear mechanism of cemented carbides is mainly scraping, breaking and spalling of WC grains and smearing of Co phase. The normal load has obvious influence on the wear mechanism of cemented carbides. When the normal load is small, the wear mechanism of cemented carbides appears as scraping. With the increase of normal load, the wear mechanism of cemented carbide is gradually changed into ploughing, WC grain breaking, spalling, and Co smear. For the cemented carbide / cemented carbide friction pair, the wear amount of the friction pair can be reduced and consistent only when the friction pair is made of low Co content and fine WC grain cemented carbide material. On the basis of the above research, the cemented carbide nozzle and core with WC diameter of 0.6 渭 m ~ (6) wt.%Co were prepared and tested. The results show that under 500 bar water pressure, the service life of the nozzle with high pressure rotating nozzle is more than 100h, which meets the requirements of parts cleaning quality.
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG135.5

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本文編號(hào)：2336899