D'fhonn feabhas a chur ar fhriotaíocht chaitheamh na gcodanna atá i dteagmháil le hithreach innealra talmhaíochta, cóimhiotal ard eantrópachta FeCoCrNiMn, cóimhiotal Fe90 agus Ni60A púdair cóimhiotail Roghnaíodh iad le haghaidh staidéar comparáideach. Ullmhaíodh an sciath chaitheamh-resistant le teicneolaíocht cumhdach léasair le cruach 65Mn mar an tsubstráit, agus rinneadh tástáil ar a fheidhmíocht caitheamh trí mheaisín tástála cuimilte agus caitheamh. Léirigh na torthaí go raibh an struchtúr is dlúithe ag sciath cóimhiotail ard-eantrópachta FeCoCrNiMn, grán réasúnta simplí, agus níor foirmíodh aon chomhdhúile casta intermetallic; bhí dáileadh gráin microstructure bratuithe cóimhiotail Ni60A agus Fe90 sách neamhord. B'ionann caillteanais chaitheamh tsubstráit cruach 65Mn, cóimhiotail Ni60A, cóimhiotal Fe90 agus sciath cóimhiotal ard eantrópachta FeCoCrNiMn faoi seach 9, 4, 5 agus 2 mg, agus bhí caillteanas caitheamh an tsubstráit i bhfad níos mó ná an sciath. Is é cruas Vickers bratuithe cóimhiotail Fe90 agus Ni60A ná 683.87 agus 663.62 HV, agus tá cruas sciath cóimhiotal ard eantrópachta Fe-CoCrNiMn 635.81 HV, atá beagán níos ísle ná bratuithe eile, ach tá a fhriotaíocht chaitheamh maith.

Le forbairt go mear ar innealra agus ar threalamh talmhaíochta, tá tionchar ag caitheamh tionchair agus caitheamh cuimilte scríobaigh ar nós ithir agus gaineamh ar feadh i bhfad ar na codanna atá i dteagmháil le hithreach innealra talmhaíochta, rud a chuireann ceanglais níos airde ar fhriotaíocht chaitheamh na hithreach traidisiúnta. -páirteanna teagmhála. I measc na mbeart frith-chaitheamh éagsúla, is dhá mhodh cóireála a úsáidtear go coitianta iad cumhdach léasair agus cóireáil dromchla ar dhromchla teip na gcodanna teagmhála ithreach. Úsáideann siad araon líontóirí éagsúla chun an t-ábhar brataithe a leá nó a théamh isteach i stát leath-leáite agus é a chlúdach ar dhromchla an tsubstráit, rud a fheabhsaíonn friotaíocht caitheamh an tsubstráit. Is iad an dá ábhar brataithe is coitianta le haghaidh páirteanna teagmhála ithreach ná cóimhiotail iarainn-bhunaithe agus cóimhiotail nicil-bhunaithe. Tá an dá ábhar sciath bunaithe ar eilimint chóimhiotail agus feabhsaítear an fheidhmíocht sciath trí eilimintí cuí eile a chur leis. Faoi láthair, tá taighde agus cur i bhfeidhm feabhas a chur ar fhriotaíocht chaitheamh na n-ábhar miotail traidisiúnta gar do sháithiú, agus tá an spás le haghaidh taighde ag éirí níos lú agus níos lú.

Tá cóimhiotail ard eantrópachta comhdhéanta de éagsúlacht d'eilimintí cóimhiotail le cóimheasa adamhach comhchosúla, le céimeanna réitigh soladacha níos aonfhoirmeacha agus simplí, ag taispeáint ard-neart, friotaíocht ard-chaitheamh agus friotaíocht maith creimeadh. Ag baint úsáide as púdar cóimhiotal eantrópachta ard chun cótaí caitheamh-resistant a ullmhú ar chodanna teagmhála ithreach innealra talmhaíochta, tá friotaíocht ard caitheamh ag na codanna agus is féidir leo a saol seirbhíse a leathnú tuilleadh.

Úsáidtear teicneolaíocht cumhdach léasair chun bratuithe a ullmhú, a bhfuil na buntáistí a bhaineann le tiúchan teasa agus crios beag teasa. Tá an struchtúr eagraíochtúil a tháirgtear sa limistéar réitigh difriúil freisin ó mhodhanna cumhdaigh eile, mar shampla taisceadh electrospark, sputtering magnetron agus cumhdach plasma. Ag an am céanna, úsáidtear teicneolaíocht cumhdach léasair chun bratuithe a ullmhú, agus déantar struchtúir eagraíochtúla éagruthacha a fhoirmiú san eagraíocht sciath. Faoi láthair, is beag staidéar atá ann ar chur i bhfeidhm na n-ábhar brataithe cóimhiotail ard eantrópachta in ullmhú bratuithe caitheamh-resistant do chodanna a dhéanann teagmháil le hithreach innealra talmhaíochta. Sa pháipéar seo, ullmhaíodh cótaí caitheamh-resistant cóimhiotal Fe90, cóimhiotal Ni60A agus FeCoCrNiMn ard-eantrópachta ar dhromchla cruach 65Mn ag baint úsáide as teicneolaíocht cumhdach léasair. Rinneadh comparáid agus staidéar ar airíonna frithchuimilte agus caitheamh bratuithe cóimhiotal ard eantrópachta, agus rinneadh iniúchadh ar a ndlíthe tribological chun tagairt a sholáthar do leathnú iarratais cóimhiotail ard eantrópachta.

1 Ábhair agus modhanna turgnamhacha

1. 1 Ullmhúchán sciath
Bhain an sampla úsáid as cruach earrach ardcharbóin 65Mn mar bhunábhar, agus gearradh é i samplaí le méid 200 mm × 400 mm × 4 mm ag baint úsáide as meaisín gearrtha metallographic. Bhí an sampla meilte agus snasta roimh an cumhdach chun an ciseal ocsaíd, ola agus neamhíonachtaí eile ar dhromchla an tsampla a chosc ó thionchar a dhéanamh ar an neart nasctha idir an sciath agus an sampla. Baineadh úsáid as páirín grit 80, 120, 220, 800, 1 000, 1 500 agus 2 000 le haghaidh meilt ar a seal. Glanadh an sampla snasta go ultrasonaic in eatánól ar feadh 5 nóiméad, a chur in oigheann thriomú ag 105 ℃ ar feadh 10 nóiméad, agus séalaithe agus a stóráil tar éis a thriomú. Roghnaíodh cóimhiotal Fe90, cóimhiotal Ni60A agus púdar cóimhiotal ard eantrópachta FeCoCrNiMn (méid na gcáithníní 45 go 105 μm) mar na hábhair ciseal cumhdaigh. Taispeántar comhdhéanamh ceimiceach na n-ábhar tástála agus na púdair i dTábla 1. Is é 8000 W an chumhacht aschuir uasta de threalamh cumhdach léasair CW-CBW-91G-20-25,000L. Glacann an tástáil modh beathaithe púdar leathanbhanda taobh-ais, argón. gás cosanta, agus is é an tiús sciath cumhdach 1 mm. Léirítear paraiméadair an phróisis cumhdaigh i dTábla 2.

1.2 Tréithriú tástála
Is sampla S65 é cruach 1Mn, is sampla S60 é sciath cóimhiotail Ni2A, is sampla S90 é sciath cóimhiotail Fe3, agus is sampla S4 é sciath cóimhiotail ard-eantrópachta FeCoCrNiMn. Is é an réiteach eitseála metallografach de shampla S1 ná tuaslagán aigéad nítreach 4% (aigéad nítreach tiubhaithe agus eatánól ainhidriúil, is é cóimheas toirte 4: 100); is é an tuaslagán eitseála metallografach de shampla S2 ná tuaslagán pentahydrate sulfáit chopair (aigéad hidreaclórach, uisce agus sulfáit chopair, is é cóimheas toirte 10: 10: 1); is é an tuaslagán eitseála metallografach de shamplaí S3 agus S4 ná 5% aqua regia (aigéad hidreaclórach tiubhaithe agus aigéad nítreach tiubhaithe, is é cóimheas toirte 3: 1).

Thug Leica DM4000M micreascóp meiteagrafach faoi deara micreastruchtúr miotalachach an tsampla; tomhaiseadh cruas dromchla agus trasghearrtha an tsampla ag tástálaí cruas taispeáint dhigiteach Vickers Jinan Times TMVS-1; braitheadh ​​feidhmíocht frithchuimilte agus caitheamh an ábhair le tástálaí frithchuimilte agus caitheamh aghaidh deiridh MMU-10 arna rialú ag microcomputer; baineadh úsáid as an péire frithchuimilte bioráin-diosca don tástáil, agus ba é an liathróid meilt liathróid meilt ZrO2 le trastomhas 6 mm. Ba iad na paraiméadair tástála ná ualach 50 N, luas 80 r/nóiméad, agus am cuimilte 120 nóiméad; breathnaíodh moirfeolaíocht caitheamh scar tar éis tástáil cuimilte agus caitheamh an tsampla le micreascóp optúil.

2 Torthaí tástála agus anailís

2.1 Struchtúr miotalachach an bhrataithe
Taispeánann Figiúr 1 an léaráid struchtúir mhiotalagrafaíochta dromchla de shamplaí S1, S2, S3 agus S4. Mar a thaispeántar i bhFíor 1a, tá struchtúr sampla S1 comhdhéanta go príomha de ferrite agus pearlite a dháileadh i gcruth greille. Is féidir a fheiceáil go soiléir ó Fíor 1b gurb é microstructure sciath sampla S2 ná dendrites agus eutectics reticular, go bhfuil an chéim eagraíochtúil sách fíneáil, agus go bhfuil na dendrites sách messy, agus déantar na heagraíochtaí stiallacha fada agus blocacha a ghiniúint go neamhrialta. Mar a thaispeántar i bhFíor 1c, is é an microstructure den trasghearradh den sciath sampla S3 dendrites garbh agus aonfhoirmeach, eagraíochtaí dendrite interlaced, agus líon mór deascadh gráinneach lonracha solas-daite. Mar a thaispeántar i bhFíor 1d, is é eagraíocht thrasghearrthach sciath sampla S4 an ceann is dlúithe, comhdhéanta go príomha de chriostail equiaxed a dháileadh go cothrom, agus déantar poill neamhrialta a deascadh. Ag comparáid idir na ceithre eagraíocht, is é méid gráin dromchla an sciath S4 an ceann is lú, tá na gráin dlúth agus aonfhoirmeach, tá na gráin sách simplí, agus níl aon fhoirmiú cumaisc intermetallic casta ann.

2. 2 Microhardness sciath
Is comparáid é Figiúr 2 idir microhardness dromchla na samplaí. Tá cruas Vickers samplaí S1, S2, S3 agus S4 thart ar 234.02 HV, 683.87 HV, 663.62 HV agus 635.51 HV faoi seach. Is comparáid é Figiúr 3 idir microhardness trasghearrtha na samplaí. Is féidir a fheiceáil ó Fhíor 3 go bhfuil cruas meán Vickers na bratuithe de shamplaí S2 agus S3 3 go 4 huaire níos airde ná an sampla S1, rud a léiríonn go bhfuil cruas na bratuithe S2 agus S3 níos airde agus criostalú miotalóireacht an chumhdaigh. éifeacht níos fearr. Tá meánchruas Vickers ar dhromchla brataithe sampla S4 beagán níos ísle ná mar atá i samplaí S2 agus S3. Tá sé seo mar gheall ar nuair a bhíonn an púdar cóimhiotal ard eantrópachta FeCoCrNiMn solidified go tapa, tá an saobhadh laitíse beag, agus tá struchtúr criostail FCC deascadh agus scaipthe i éagruthach an ciseal cumhdach, is féidir a léiriú go pointe áirithe go bhfuil an FeCoCrNiMn cóimhiotal ard eantrópachta tá toughness maith agus cruas íseal ag an sciath.

2.3 Airíonna frithchuimilte agus caithimh
2.3.1 Meán-chomhéifeacht frithchuimilte
Is é Fíor 4 an cuar comhéifeacht frithchuimilte meánach de shamplaí S1, S2, S3 agus S4. Is féidir a fheiceáil, ag teocht an tseomra, go bhfuil meán-chomhéifeacht frithchuimilte an dromchla sampla S1 thart ar 0.53, agus luainíonn an comhéifeacht frithchuimilte meán an chuid is mó sa chéad 20 nóiméad, ag ardú go dtí thart ar 0.6; de réir mar a théann an t-am ar aghaidh, is gnách go mbíonn an meán-chomhéifeacht frithchuimilte cobhsaí. Tá sé seo mar gheall ar chéim luath na frithchuimilte idir sampla S1 agus liathróid meilt ZrO2, tá go leor smionagar caitheamh idir an marc caitheamh agus an liathróid meilt, rud a tháirgeann strus lomadh mór, rud a fhágann go bhfuil luaineacht ghéar ar an gcomhéifeacht frithchuimilte. Is iad na comhéifeachtaí frithchuimilte meán de shamplaí S2, S3 agus S4 thart ar 0.38, 0.32 agus 0.25. Mar gheall ar dháileadh casta na gcáithníní céim chrua i sampla S2, is cúis le cuar an chomhéifeacht frithchuimilte meánach a bheith níos foréigneach. Tá cruas samplaí S3 agus S4 i bhfad níos lú ná cruas liathróid meilt ZrO2. Tá neart lomadh níos ísle ag an ábhar cóimhiotal sciath le cruas níos ísle freisin, rud a chabhródh leis an meán-chomhéifeacht frithchuimilte a laghdú le linn cuimilte. Go bunúsach tá an treocht chéanna ag cuair an chomhéifeacht frithchuimilte meán de shamplaí S3 agus S4, ag cothabháil cothromaíocht dinimiciúil réasúnta seasmhach. Ina measc, is é an meán-chomhéifeacht frithchuimilte sampla S4 an ceann is ísle, is é an fórsa cuimilte faoin bhfórsa céanna an ceann is lú, agus is é an chéim caitheamh an ceann is ísle. Tá sé seo mar gheall ar nuair a fhuaraítear sampla S4 go tapa, go bhfuil níos lú cáithníní céim eisíontais ann, tá an dromchla sciath níos réidh agus tá níos lú lochtanna ann, agus tá an teagmháil leis an liathróid meilt ZrO2 níos réidh, gan luaineachtaí soiléire agus drastic.

2. 3. 2 chailleadh meáchain caillteanas
Léirítear sonraí meáchain caillteanas caitheamh na samplaí i bhFíor 5. Is é 1 mg an t-uaschaillteanas caitheamh i sampla S9, agus is é 2 mg agus 3 mg faoi seach caillteanais chaitheamh samplaí S4 agus S5. Ina measc, is é an caillteanas caitheamh sampla S4 an ceann is ísle, is é sin 2 mg. Tá sé seo toisc go bhfuil céim FCC amháin, plaisteacht ard agus toughness maith ag an sciath cóimhiotail ard eantrópachta FeCoCrNiMn. Faoin taobh-éifeacht frithchuimilte de ualach 50 N, is féidir le hábhar cóimhiotal ard eantrópachta FeCoCrNiMn méid mór fuinnimh a ionsú, níl sé éasca le feannadh tuirse a fhoirmiú, agus tá friotaíocht caitheamh maith aige.

2.3.3 Anailís mhoirfeolaíochta ar chaitheamh
Taispeánann Figiúr 6 deilbhíocht scar caitheamh na gceithre shampla a breathnaíodh faoi na coinníollacha tástála céanna tar éis 120 nóiméad de chaitheamh. Mar is léir ó Fhíor 6a, tá dian-dhífhoirmiú plaisteach ag S1 mar gheall ar a chruas iomlán íseal, tá dromchla cuasach an scar caitheamh garbh, tá réimse mór ciseal nasctha ann, agus tarlaíonn delamination. Mar atá le feiceáil i bhFíor 6b, déantar dromchla sciath sampla S2 a dháileadh go neamhrialta le comhdhúile bána éilipseacha i gcruth poncanna, rud a chuireann le cruas an tsciath, agus tá scars caitheamh soiléir agus claíocha aontreocha ag gabháil leis. Is é cruas an dromchla sciath sampla S3 an ceann is airde, mar a thaispeántar i bhFíor 6c, tá an leithead scar caitheamh caol, agus tá na grooves ar an dromchla sciath éadomhain. I gcodarsnacht leis sin, i bhFíor 6d, tá grooves an sciath sampla S4 an-réidh, atá mar gheall ar struchtúr aonfhoirmeach an chiseal cumhdaigh, gráin fíneáil, agus friotaíocht caitheamh maith; tá pores neamhrialta soiléire sna grooves, rud a d'fhéadfadh a bheith mar thoradh ar an púdar cóimhiotail ard-eantrópachta a mheascadh le gás sa stát leáite faoi theocht ard an bhíoma léasair, agus an gás ag gushing amach nuair a fhuaraítear an sampla chun pores a fhoirmiú .

Faoi na coinníollacha tástála céanna, is mó an leithead an scar chaitheamh tástála, is mó an meáchan a chaitheamh. Trí chomparáid a dhéanamh ar mheáchain caillteanas samplaí éagsúla i bhFíor 5, is féidir a fheiceáil gurb é an gaol idir méid scar caitheamh an tsampla ná S1> S3> S2> S4. Tá sé seo comhsheasmhach leis na torthaí tástála maidir le meáchain caillteanas a thaispeántar i bhFíor 5.

Conclúid

1) An eCoCrNiMn ard eantrópachta sciath cóimhiotail tá an struchtúr is dlúithe agus an méid gráin is lú aige, cé go bhfuil dáileadh gráin microstructure na bratuithe cóimhiotail Ni60A agus Fe90 níos chaotic. Tá struchtúr gráin réasúnta simplí ag sciath cóimhiotail ard-eantrópachta FeCoCrNiMn agus ní dhéantar aon chomhdhúile casta idirmhiotalacha a fhoirmiú.

2) Tá cruas Vickers cóimhiotal Ni60A, cóimhiotal Fe90 agus cótaí cóimhiotal ard eantrópachta FeCoCrNiMn thart ar 683.87, 663.62 agus 635.51 HV, atá i bhfad níos airde ná cruas Vickers an tsubstráit (234.02 HV). Tá luach cruas an sciath cóimhiotal ard eantrópachta Fe-CoCrNiMn beagán níos ísle ná sin na bratuithe cóimhiotail Ni60A agus Fe90, rud nach ndéanann difear dá fhriotaíocht chaitheamh.

3) Is iad na caillteanais chaitheamh tsubstráit cruach 65Mn, cóimhiotail Ni60A, cóimhiotal Fe90 agus sciath cóimhiotal ard eantrópachta Fe-CoCrNiMn ná 9, 4, 5 agus 2 mg faoi seach. Is é an scar caitheamh sciath cóimhiotail ard eantrópachta FeCoCrNiMn an ceann is réidhe, le doimhneacht scar caitheamh éadomhain, caillteanas ábhar beag agus an friotaíocht caitheamh is airde.