本文關鍵詞：合金鋼表面錳系磷化膜成膜機理及性能研究

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【摘要】：磷化膜可以提高鋼鐵表面的摩擦磨損性能和耐蝕性,延長其使用壽命。作為減磨耐磨作用,常使用膜重較大的錳系磷化膜。為提高核主泵緊固件表面的摩擦磨損性能,同時使其兼具一定的耐蝕性,可通過在其表面進行錳系磷化處理。本文采用不同磷化工藝在40NiCrMo7鋼表面制備了高溫錳系磷化膜,運用掃描電子顯微鏡(配有能譜儀)對其進行組織形貌、成分進行檢測分析;用褪膜法對膜重進行檢測;用X-射線衍射儀對錳系磷化膜層相結構進行檢測并對成膜機理進行分析。通過NaCl浸漬和硫酸銅點滴實驗對其耐腐蝕性能進行分析;通過MFT-4000型多功能材料表面性能測試儀,在有無潤滑條件下,對40Ni CrMo7鋼基材及其表面磷化膜進行摩擦磨損性能評價,并分析法相載荷對磷化膜摩擦磨損性能的影響。試驗結果表明:影響磷化膜組織性能的三個重要因素有:磷化液濃度、磷化處理時間和磷化處理溫度。隨著磷化液濃度的增高,成膜的表面形貌發(fā)生改變,磷化結晶晶粒尺寸明顯增大。而磷化膜表面的結晶形態(tài)與膜重會直接影響其對潤滑脂的儲存能力,進而影響其摩擦磨損性能。適當?shù)牧谆瘻囟燃傲谆幚頃r間的增加均有利于獲得質量優(yōu)良的磷化膜,但超過某個限度,反而使結晶晶粒變得粗大而疏松多孔,降低摩擦磨損性能。磷化膜主要相結構為Mn3(PO4)2·3H2O和(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O。磷化膜膜層生成過程為:電離、水解、氧化還原、結晶四個過程。最優(yōu)工藝下制備的錳系磷化膜結晶均勻細密,在往復磨損過程中,摩擦系數(shù)均低于其他工藝,經(jīng)浸油潤滑后,摩擦系數(shù)降低了62.70%,耐磨性優(yōu)于其他工藝。隨法向載荷從3N增加到10N,磷化膜磨損表面因溫度升高而軟化,塑性變形增大,抗剪切強度降低,片狀剝落形成磨屑,充當?shù)谌嗔Ｗ蛹铀傧到y(tǒng)的磨粒磨損,導致摩擦系數(shù)呈先緩慢下降后急劇上升的趨勢,在載荷為7N時,磷化膜失效。
【關鍵詞】：錳系磷化膜 耐蝕性 摩擦磨損性能 往復磨損
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 磷化膜的介紹9-14
• 1.1.1 磷化膜的分類9-11
• 1.1.2 磷化膜的制備11-12
• 1.1.3 磷化膜的性能與應用12-14
• 1.2 磷化膜質量的影響因素14-15
• 1.3 磷化的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢15-17
• 1.4 課題目的和意義17-18
• 1.5 課題研究內容18-19
• 第2章 試驗方法及檢測19-24
• 2.1 磷化膜的制備19-21
• 2.1.1 磷化工藝流程19-20
• 2.1.2 基礎磷化液及工藝參數(shù)20-21
• 2.2 磷化膜的相關檢測21-24
• 2.2.1 磷化膜的組織形貌分析21
• 2.2.2 磷化膜的膜重21-22
• 2.2.3 錳系磷化膜的成膜機理22
• 2.2.4 磷化膜的耐蝕性檢測22
• 2.2.5 磷化膜的摩擦磨損性能的檢測22-24
• 第3章 試驗結果與分析24-62
• 3.1 磷化膜的組織形貌24-35
• 3.1.1 磷化液濃度對磷化膜組織形貌的影響24-28
• 3.1.3 磷化時間對磷化膜組織形貌的影響28-30
• 3.1.4 磷化溫度對磷化膜組織形貌的影響30-34
• 3.1.5 最優(yōu)工藝下磷化膜截面形貌34-35
• 3.2 磷化膜的成膜機理35-39
• 3.2.1 磷化膜的相結構35-38
• 3.2.2 熱力學分析38-39
• 3.3 磷化膜的耐蝕性39-42
• 3.3.1 磷化液濃度對磷化膜耐蝕性能的影響39-40
• 3.3.2 磷化時間對磷化膜耐蝕性能的影響40-41
• 3.3.3 磷化溫度對磷化膜耐蝕性能的影響41-42
• 3.4 磷化膜的摩擦磨損性能42-56
• 3.4.1 磷化液濃度對磷化膜摩擦磨損性能的影響42-48
• 3.4.2 磷化時間對磷化膜摩擦磨損性能的影響48-52
• 3.4.3 磷化溫度對磷化膜摩擦磨損性能的影響52-56
• 3.5 優(yōu)化工藝條件下磷化膜的摩擦磨損性能56-62
• 3.5.1 磷化膜摩擦磨損性能56-59
• 3.5.2 法向載荷對磷化膜摩擦磨損性能的影響59-62
• 第4章 結論62-63
• 參考文獻63-66
• 在學研究成果66-67
• 致謝67

【參考文獻】

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本文編號：706047