發(fā)布時(shí)間：2020-02-15 14:51

【摘要】：為提高采煤機(jī)滑靴在干摩擦條件下的抗磨損性能,采用雙層輝光離子滲金屬技術(shù)對(duì)滑靴用18Cr2Ni4W合金鋼表面進(jìn)行滲銅鈰處理,通過(guò)環(huán)-塊摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)在不同載荷和滑動(dòng)速率下考察其干摩擦條件下的摩擦學(xué)性能,并與45#鋼和18Cr2Ni4W合金鋼的摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)制進(jìn)行比較。結(jié)果表明:表面滲銅鈰的18Cr2Ni4W合金鋼在不同載荷和滑動(dòng)速率條件下表現(xiàn)出最低的摩擦因數(shù)和磨損率,45#鋼呈現(xiàn)出最高的摩擦因數(shù)和磨損率,這表明通過(guò)表面滲銅鈰改善了18Cr2Ni4W合金鋼的減摩抗磨性能;摩擦過(guò)程中,45#鋼的磨損機(jī)制為犁溝和黏著磨損,18Cr2Ni4W合金鋼的磨損機(jī)制為犁溝和輕微的黏著磨損,表面滲銅鈰的18Cr2Ni4W合金鋼表現(xiàn)出犁溝和輕微的剝落磨損特征。
【圖文】：

允奔湮?5min。采用掃描電鏡(SEM，JSM-5600LV;EDS，Kevex，USA)分析材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和磨損表面形貌。用XＲD(PhilipsX’Pert-MＲDX-rayDiffractometer，40kV，30mA，CuKα為激發(fā)源)測(cè)定試樣的相組成。采用MH-5-VM硬度計(jì)測(cè)試材料的顯微硬度，載荷為3N，保壓時(shí)間為10s，重復(fù)測(cè)試10次給出平均值。采用失重法測(cè)試材料的磨損率，即實(shí)驗(yàn)前后試樣的質(zhì)量差。每種測(cè)試條件下試樣的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)重復(fù)測(cè)試3次以確保數(shù)值的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，試樣的摩擦因數(shù)與磨損率數(shù)據(jù)為3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析2.1試樣微結(jié)構(gòu)分析圖1給出了滲銅和鈰樣品表面的XＲD圖譜�？梢钥闯觯�(jīng)表面處理后的18Cr2Ni4W試樣主要由Cu、Fe、Ce、NiMnO4、CuCr1.7Mn0.3O4、Cu3WO6和W18O49等相組成。滲層表面含有大量銅是由于部分固溶在基體中的銅析出并且銅源極供給量大而在表面沉積而造成。并且析出的銅與鉻、猛、氧元素形成CuCr1.7Mn0.3O4，析出的鎳與MnO42－形成NiMnO4。由于部分固溶在基體中的鈰析出并且鈰的供給量大，同時(shí)造成滲金屬層含有大量的鈰存在。金屬單質(zhì)銅的存在在摩擦過(guò)程中起到潤(rùn)滑作用［11］。圖1強(qiáng)化試樣表面的XＲD譜圖Fig1XＲDpatternsofsurfaceofstrengthenedspecimen圖2給出了測(cè)試試樣表面層及次表面層的硬度分布。可知，經(jīng)表面滲金屬處理后的合金試樣的表層硬度明顯提高，且硬度值隨表面層深度的增加而減小，，其硬度值明顯高于試樣CN和試樣C4。在距表面100μm處滲金屬合金鋼的硬度與未滲金屬的合金鋼相比基本達(dá)到了相同的數(shù)值。銅、鈰元素在奧氏體中起到明顯地固溶強(qiáng)化作用。同時(shí)銅鈰原子在基體中的固溶度低，導(dǎo)致銅鈰原子只分布在奧氏體晶界中，造成表面層中晶界堆垛和層錯(cuò)增多

剙u、Fe、Ce、NiMnO4、CuCr1.7Mn0.3O4、Cu3WO6和W18O49等相組成。滲層表面含有大量銅是由于部分固溶在基體中的銅析出并且銅源極供給量大而在表面沉積而造成。并且析出的銅與鉻、猛、氧元素形成CuCr1.7Mn0.3O4，析出的鎳與MnO42－形成NiMnO4。由于部分固溶在基體中的鈰析出并且鈰的供給量大，同時(shí)造成滲金屬層含有大量的鈰存在。金屬單質(zhì)銅的存在在摩擦過(guò)程中起到潤(rùn)滑作用［11］。圖1強(qiáng)化試樣表面的XＲD譜圖Fig1XＲDpatternsofsurfaceofstrengthenedspecimen圖2給出了測(cè)試試樣表面層及次表面層的硬度分布�？芍�(jīng)表面滲金屬處理后的合金試樣的表層硬度明顯提高，且硬度值隨表面層深度的增加而減小，其硬度值明顯高于試樣CN和試樣C4。在距表面100μm處滲金屬合金鋼的硬度與未滲金屬的合金鋼相比基本達(dá)到了相同的數(shù)值。銅、鈰元素在奧氏體中起到明顯地固溶強(qiáng)化作用。同時(shí)銅鈰原子在基體中的固溶度低，導(dǎo)致銅鈰原子只分布在奧氏體晶界中，造成表面層中晶界堆垛和層錯(cuò)增多，阻礙了實(shí)驗(yàn)中由于高溫作用而晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象，細(xì)化了晶粒，導(dǎo)致表面層硬度升高［12］。圖2試樣的維氏硬度分布Fig2Microhardnessdistributionofthetestedspecimens2.2摩擦學(xué)性能圖3給出了干摩擦條件下不同試樣在滑動(dòng)速率為2015年第12期宣宏斌等:表面滲銅鈰合金鋼在干摩擦條件下的摩擦磨損性能25

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 董滿(mǎn)江;MG300/700-WD采煤機(jī)滑靴熱處理工藝的改進(jìn)[J];煤礦機(jī)械;2004年05期

2 劉文生;張德坤;劉洪濤;;采煤機(jī)滑靴等離子熔覆高鉻鐵基合金的摩擦學(xué)性能[J];潤(rùn)滑與密封;2012年07期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 劉洪濤;高繼萍;葛世榮;曹守范;靳晶;;等離子熔覆Cr6MnV采煤機(jī)滑靴材料的組織和性能研究[J];礦山機(jī)械;2011年07期

2 史春祥;;采煤機(jī)導(dǎo)向滑靴耐磨材料性能研究[J];煤礦機(jī)械;2014年05期

3 柴蓉霞;郭衛(wèi);尹聰穎;;采煤機(jī)導(dǎo)向滑靴受力及失效分析[J];煤礦機(jī)械;2015年02期

4 劉文生;張德坤;劉洪濤;;采煤機(jī)滑靴等離子熔覆高鉻鐵基合金的摩擦學(xué)性能[J];潤(rùn)滑與密封;2012年07期

5 ;Optimization of shearer sliding boots by plasma cladding with Cr_4MnTi[J];Mining Science and Technology;2011年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王振乾;滾筒式采煤機(jī)行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及強(qiáng)度研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2007年

2 劉露;深冷處理對(duì)采煤機(jī)滑靴耐磨性影響的研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董剛;嚴(yán)彪;李翔;梁小偉;趙慎強(qiáng);;TiC增強(qiáng)鐵基熔覆層制備方法的研究進(jìn)展[J];表面技術(shù);2009年01期

2 溫中軍;;采煤機(jī)導(dǎo)向滑靴的鑄造和熱處理工藝探討[J];河北煤炭;2006年05期

3 高華;吳玉萍;陶

本文編號(hào)：2579837