袁祖浩:水环境用滚动轴承表面减摩、耐磨薄膜制备及性能研究论文

袁祖浩:水环境用滚动轴承表面减摩、耐磨薄膜制备及性能研究论文

本文主要研究内容

作者袁祖浩(2019)在《水环境用滚动轴承表面减摩、耐磨薄膜制备及性能研究》一文中研究指出:滚动轴承是机械传动系统的核心基础零部件,对高端装备的可靠性和使用寿命至关重要。在水环境下,由于水的粘度低,形成水膜厚度小,导致水膜承载能力低,易发生非流体摩擦工况,这将加速滚动轴承的摩擦磨损,造成滚动轴承材料的过早失效。为提高水环境用滚动轴承材料的减摩、耐磨性能,本文设计并搭建了一台水环境摩擦磨损试验机,利用该试验机对ta-C、Cr-DLC、CrN以及CrAlN薄膜的水环境摩擦学性能展开了重点研究和优选,对优选出的CrN薄膜,又进行了低温制备条件下镀膜工艺参数的优化,并得到在水环境下表现出最佳摩擦学性能的CrN薄膜低温制备工艺,主要结论如下:本文依据滚动轴承工况参数,确定了水环境摩擦磨损试验机的设计参数要求。然后,根据参数要求,使用SoildWorks三维设计软件建立了试验机模型,并通过Ansys有限元分析软件对试验机模型的关键零部件进行仿真分析与优化,完成了试验机的设计。最后,按照试验机设计图纸搭建试验机,搭建完成后,对其进行标定和一系列验证实验。经验证可知,试验机运行良好,测试准确,重现性好,满足设计精度和要求,可实现在水环境下多种摩擦配副形式的摩擦磨损试验。利用多功能离子镀膜沉积系统在GH05合金表面制备ta-C、Cr-DLC、CrN以及CrAlN薄膜,并对GH05合金和四种薄膜进行了水环境的摩擦磨损对比试验,CrN薄膜表现出最好的摩擦学性能,薄膜完好,摩擦系数稳定,摩擦系数平均值为0.256;磨痕深度最小,仅为0.507μm;磨损率最低,仅为3.359×10-10mm3/Nm,比基材GH05合金和其他三种薄膜的磨损率低一至三个数量级。为进一步提高CrN薄膜在水环境中的摩擦磨损性能,采用低温制备技术制备了六种工艺参数的CrN薄膜,并进行了水环境下摩擦磨损对比试验,试验结果表明偏压-60V,靶电流80A制备的CrN薄膜出现局部剥落,偏压-40V,靶电流120A制备的CrN薄膜薄膜完全脱落失效,其他CrN薄膜完好,未出现裂纹和剥落情况。在六种CrN薄膜中,偏压-80V,靶电流100A制备的CrN薄膜的平均摩擦系数最低,仅为0.164,磨损率最小,仅为2.087×10-10mm3/Nm,具有最佳的减摩、耐磨性能,据此优选出的CrN薄膜低温制备的最佳工艺为偏压-80V,靶电流100A。通过上述结果可知,利用自行设计的水环境摩擦磨损试验机优选出的薄膜,可提高滚动轴承材料在水环境下的减摩、耐磨性能。为真空镀膜技术在水环境用滚动轴承的应用提供了有力支撑,对提高水环境下服役装备的可靠性和使用寿命具有重要意义。

Abstract

gun dong zhou cheng shi ji xie chuan dong ji tong de he xin ji chu ling bu jian ,dui gao duan zhuang bei de ke kao xing he shi yong shou ming zhi guan chong yao 。zai shui huan jing xia ,you yu shui de nian du di ,xing cheng shui mo hou du xiao ,dao zhi shui mo cheng zai neng li di ,yi fa sheng fei liu ti ma ca gong kuang ,zhe jiang jia su gun dong zhou cheng de ma ca mo sun ,zao cheng gun dong zhou cheng cai liao de guo zao shi xiao 。wei di gao shui huan jing yong gun dong zhou cheng cai liao de jian ma 、nai mo xing neng ,ben wen she ji bing da jian le yi tai shui huan jing ma ca mo sun shi yan ji ,li yong gai shi yan ji dui ta-C、Cr-DLC、CrNyi ji CrAlNbao mo de shui huan jing ma ca xue xing neng zhan kai le chong dian yan jiu he you shua ,dui you shua chu de CrNbao mo ,you jin hang le di wen zhi bei tiao jian xia du mo gong yi can shu de you hua ,bing de dao zai shui huan jing xia biao xian chu zui jia ma ca xue xing neng de CrNbao mo di wen zhi bei gong yi ,zhu yao jie lun ru xia :ben wen yi ju gun dong zhou cheng gong kuang can shu ,que ding le shui huan jing ma ca mo sun shi yan ji de she ji can shu yao qiu 。ran hou ,gen ju can shu yao qiu ,shi yong SoildWorkssan wei she ji ruan jian jian li le shi yan ji mo xing ,bing tong guo Ansysyou xian yuan fen xi ruan jian dui shi yan ji mo xing de guan jian ling bu jian jin hang fang zhen fen xi yu you hua ,wan cheng le shi yan ji de she ji 。zui hou ,an zhao shi yan ji she ji tu zhi da jian shi yan ji ,da jian wan cheng hou ,dui ji jin hang biao ding he yi ji lie yan zheng shi yan 。jing yan zheng ke zhi ,shi yan ji yun hang liang hao ,ce shi zhun que ,chong xian xing hao ,man zu she ji jing du he yao qiu ,ke shi xian zai shui huan jing xia duo chong ma ca pei fu xing shi de ma ca mo sun shi yan 。li yong duo gong neng li zi du mo chen ji ji tong zai GH05ge jin biao mian zhi bei ta-C、Cr-DLC、CrNyi ji CrAlNbao mo ,bing dui GH05ge jin he si chong bao mo jin hang le shui huan jing de ma ca mo sun dui bi shi yan ,CrNbao mo biao xian chu zui hao de ma ca xue xing neng ,bao mo wan hao ,ma ca ji shu wen ding ,ma ca ji shu ping jun zhi wei 0.256;mo hen shen du zui xiao ,jin wei 0.507μm;mo sun lv zui di ,jin wei 3.359×10-10mm3/Nm,bi ji cai GH05ge jin he ji ta san chong bao mo de mo sun lv di yi zhi san ge shu liang ji 。wei jin yi bu di gao CrNbao mo zai shui huan jing zhong de ma ca mo sun xing neng ,cai yong di wen zhi bei ji shu zhi bei le liu chong gong yi can shu de CrNbao mo ,bing jin hang le shui huan jing xia ma ca mo sun dui bi shi yan ,shi yan jie guo biao ming pian ya -60V,ba dian liu 80Azhi bei de CrNbao mo chu xian ju bu bao la ,pian ya -40V,ba dian liu 120Azhi bei de CrNbao mo bao mo wan quan tuo la shi xiao ,ji ta CrNbao mo wan hao ,wei chu xian lie wen he bao la qing kuang 。zai liu chong CrNbao mo zhong ,pian ya -80V,ba dian liu 100Azhi bei de CrNbao mo de ping jun ma ca ji shu zui di ,jin wei 0.164,mo sun lv zui xiao ,jin wei 2.087×10-10mm3/Nm,ju you zui jia de jian ma 、nai mo xing neng ,ju ci you shua chu de CrNbao mo di wen zhi bei de zui jia gong yi wei pian ya -80V,ba dian liu 100A。tong guo shang shu jie guo ke zhi ,li yong zi hang she ji de shui huan jing ma ca mo sun shi yan ji you shua chu de bao mo ,ke di gao gun dong zhou cheng cai liao zai shui huan jing xia de jian ma 、nai mo xing neng 。wei zhen kong du mo ji shu zai shui huan jing yong gun dong zhou cheng de ying yong di gong le you li zhi cheng ,dui di gao shui huan jing xia fu yi zhuang bei de ke kao xing he shi yong shou ming ju you chong yao yi yi 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国农业机械化科学研究院的袁祖浩,发表于刊物中国农业机械化科学研究院2019-08-12论文,是一篇关于滚动轴承论文,水环境论文,试验机论文,薄膜论文,摩擦磨损性能论文,中国农业机械化科学研究院2019-08-12论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国农业机械化科学研究院2019-08-12论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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