本文關(guān)鍵詞：合金鋼表面錳系磷化膜成膜機(jī)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(shí)使其兼具一定的耐蝕性,可通過在其表面進(jìn)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(yùn)用掃描電子顯微鏡(配有能譜儀)對(duì)其進(jìn)行組織形貌、成分進(jìn)行檢測分析;用褪膜法對(duì)膜重進(jìn)行檢測;用X-射線衍射儀對(duì)錳系磷化膜層相結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測并對(duì)成膜機(jī)理進(jìn)行分析。通過NaCl浸漬和硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)對(duì)其耐腐蝕性能進(jìn)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(duì)40Ni CrMo7鋼基材及其表面磷化膜進(jìn)行摩擦磨損性能評(píng)價(jià),并分析法相載荷對(duì)磷化膜摩擦磨損性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:影響磷化膜組織性能的三個(gè)重要因素有:磷化液濃度、磷化處理時(shí)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(jié)晶晶粒尺寸明顯增大。而磷化膜表面的結(jié)晶形態(tài)與膜重會(huì)直接影響其對(duì)潤滑脂的儲(chǔ)存能力,進(jìn)而影響其摩擦磨損性能。適當(dāng)?shù)牧谆瘻囟燃傲谆幚頃r(shí)間的增加均有利于獲得質(zhì)量優(yōu)良的磷化膜,但超過某個(gè)限度,反而使結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)晶四個(gè)過程。最優(yōu)工藝下制備的錳系磷化膜結(jié)晶均勻細(xì)密,在往復(fù)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(qiáng)度降低,片狀剝落形成磨屑,充當(dāng)?shù)谌嗔Ｗ蛹铀傧到y(tǒng)的磨粒磨損,導(dǎo)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(shí),磷化膜失效。
【關(guān)鍵詞】：錳系磷化膜 耐蝕性 摩擦磨損性能 往復(fù)磨損
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(yīng)用12-14
• 1.2 磷化膜質(zhì)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(nèi)容18-19
• 第2章 試驗(yàn)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(chǔ)磷化液及工藝參數(shù)20-21
• 2.2 磷化膜的相關(guān)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(jī)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(yàn)結(jié)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(duì)磷化膜組織形貌的影響24-28
• 3.1.3 磷化時(shí)間對(duì)磷化膜組織形貌的影響28-30
• 3.1.4 磷化溫度對(duì)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(jī)理35-39
• 3.2.1 磷化膜的相結(jié)構(gòu)35-38
• 3.2.2 熱力學(xué)分析38-39
• 3.3 磷化膜的耐蝕性39-42
• 3.3.1 磷化液濃度對(duì)磷化膜耐蝕性能的影響39-40
• 3.3.2 磷化時(shí)間對(duì)磷化膜耐蝕性能的影響40-41
• 3.3.3 磷化溫度對(duì)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(duì)磷化膜摩擦磨損性能的影響42-48
• 3.4.2 磷化時(shí)間對(duì)磷化膜摩擦磨損性能的影響48-52
• 3.4.3 磷化溫度對(duì)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(duì)磷化膜摩擦磨損性能的影響59-62
• 第4章 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 在學(xué)研究成果66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：706047