L-effett kontra l-ilbies u li jnaqqas il-frizzjoni ta 'materjali tal-gradjent funzjonali fuq il-wiċċ tal-inforri taċ-ċilindru ġie studjat biex itejjeb il-proprjetajiet triboloġiċi tal-parir taċ-ċilindru liner-piston ring. Ġiet ippreparata kanal b'arranġament ta 'tessut regolari f'angolu ta' 30 ° fuq il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru permezz ta 'magna tal-immarkar bil-lejżer. Trabijiet ibbażati fuq il-ħadid b'kontenut differenti ta 'nikil ġew miksijin fl-iskanalaturi permezz ta' tmigħ ta 'trab koassjali. L-istruttura metallografika tas-saff tal-liga tal-kisi ġiet analizzata, u l-proprjetajiet triboloġiċi tal-inforra taċ-ċilindru tal-materjal gradjent funzjonali taħt ċerta pressjoni tat-tagħbija ġew studjati minn frizzjoni reċiproka u tester tal-ilbies. L-istruttura metallografika tas-saff tal-kisi wriet arranġament gradjent, u l-atomi molekulari tas-saff tal-kisi u l-materjal tal-matriċi mxerrda b'mod reċiproku biex jiffurmaw rabta metallurġika tajba. Il-materjal tal-gradjent funzjonali mħejji minn trab bi grad ta '350, frazzjoni tal-massa tan-nikil ta' 4.2%, u frazzjoni tal-massa tal-ħadid ta '80% kellhom l-aktar effett ovvju ta' tnaqqis tal-frizzjoni. Meta mqabbel mal-grupp ta 'kontroll mhux ittrattat, il-koeffiċjent tal-frizzjoni medju naqas b'25.4%, u r-reżistenza medja tal-kuntatt ta' dan il-grupp kienet l-akbar fit-test, li żdiedet bi 63.45% meta mqabbla mal-grupp ta 'kontroll. L-indiċi ta 'appoġġ tal-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru ppreparat minn trab bi grad 330, 9% frazzjoni tal-massa tan-nikil u 70% frazzjoni tal-massa tal-ħadid huwa l-ogħla f'0.78, li huwa 35% ogħla minn dak tal-grupp ta' kontroll mhux ittrattat, u l-ilbies tal- ċirku tal-pistun fil-grupp tat-test wara frizzjoni huwa inqas minn dak tal-grupp ta ' kontroll. Konklużjoni Il-materjal tal-gradjent funzjonali b'distribuzzjoni ta 'angolu ta' 30 ° ġie ppreparat, li jista 'jagħmel il-ħxuna tal-film taż-żejt lubrikanti tal-par tal-frizzjoni tas-sistema triboloġika taċ-ċilindru liner-pistun ring eħxen waqt it-tħaddim u aktar stabbli waqt it-tħaddim, sabiex titnaqqas il-frizzjoni u tnaqqas il-fattur tal-frizzjoni. Fl-istess ħin, il-kapaċità ta 'appoġġ tagħha u l-kapaċità li taħżen iż-żejt lubrikanti huma msaħħa, sabiex il-fattur ta' frizzjoni tal-inforra taċ-ċilindru ppreparat jitnaqqas b'mod sinifikanti. Il-materjal bi grad 350 għandu l-aħjar effett fit-titjib tal-proprjetajiet triboloġiċi.

Il-magna tal-kombustjoni interna hija l-apparat ewlieni tas-sistema tal-enerġija tal-vapur. It-tnaqqis tat-telf tal-frizzjoni tal-magna tal-kombustjoni interna huwa ta 'sinifikat kbir għall-iffrankar tal-konsum tal-enerġija. Studji wrew li meta magna tal-kombustjoni interna tkun qed taħdem, it-telf tal-frizzjoni tal-par tal-frizzjoni jammonta għal madwar 18% tat-telf totali tal-enerġija, li minnhom it-telf tal-par tal-frizzjoni taċ-ċilindru liner-piston ring jammonta għal 70% sa 80% tat-telf tal-frizzjoni tal-assemblaġġ tal-pistun [1-2]. Għalhekk, it-titjib tal-frizzjoni u l-prestazzjoni tal-ilbies taċ-ċirku taċ-ċilindru liner-pistun sar fokus ta 'konservazzjoni tal-enerġija, kif ukoll parti importanti mill-iżvilupp ta' ekonomija ekoloġika u trasformazzjoni u titjib tal-enerġija [3].

F'dawn l-aħħar snin, ħafna studjużi studjaw ir-rwol tan-nisġa tal-wiċċ fit-tnaqqis tal-frizzjoni u kontra l-ilbies tal-par ta 'frizzjoni tal-inforra taċ-ċilindru taċ-ċirku tal-pistun [4]. Fis-snin 1980, it-teknoloġija tan-nisġa tal-wiċċ ġiet applikata għall-par tal-frizzjoni tal-inforra taċ-ċirku tal-pistun-ċilindru. Ir-riċerka dwar in-nisġa tal-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru żviluppat mill-istudju tar-rwol tal-mikro-konvexitajiet tal-wiċċ u l-mikro-dimples. Numru kbir ta 'studji wrew li l-mikro-dimples jistgħu jtejbu b'mod sinifikanti l-proprjetajiet triboloġiċi tal-par tal-frizzjoni tal-inforra taċ-ċirku tal-pistun-ċilindru [5-6]. Profito et al. [7] studja n-nisġa tal-mikro-groove pproċessata bl-ipproċessar tal-lejżer. Permezz ta 'monitoraġġ f'ħin reali tal-bidla tal-koeffiċjent tal-frizzjoni, ġiet analizzata l-influwenza tan-nisġa tal-mikro-groove fuq il-prestazzjoni tal-frizzjoni tal-par tal-frizzjoni taħt kundizzjonijiet ta' lubrikazzjoni differenti. Lv Yonggang et al. [8] vverifikat li nisġa bijonika tista 'tnaqqas b'mod effettiv il-ħruxija tal-wiċċ wara l-ilbies, tnaqqas l-ilbies li joborxu u ttejjeb l-effett tal-lubrikazzjoni. Xu Changkun et al. [9] ipproċessat nisġa ċirkolari b'densitajiet ta 'tessut differenti fuq ċrieki tal-pistun, u skrinjat id-densità tan-nisġa bl-aħjar effett ta' titjib wara verifika sperimentali. Rao Xiang et al. [10] wettqu esperimenti taħt kundizzjonijiet tax-xogħol differenti bl-użu ta 'ċilindri liners b'tipi differenti ta' tessut tal-wiċċ. L-esperiment skrinja struttura tan-nisġa tal-kanal b'arranġament ta 'angolu ta' 30 ° adattat għal varjetà ta 'kundizzjonijiet operattivi. Din l-istruttura għandha proprjetajiet triboloġiċi aħjar, u meta l-wisa 'tagħha hija ta' 2 mm, l-istruttura tal-kanal tista 'ttejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tal-frizzjoni u l-ilbies tal-par ta' frizzjoni b'veloċità baxxa. Tong Dehui et al. [11] qasmet in-nisġa f'żoni differenti u studja d-differenzi fit-titjib tagħhom tal-proprjetajiet triboloġiċi. Yin Bifeng et al. [12] stabbilixxa mudell teoretiku għal-lubrikazzjoni mħallta ta 'pari ta' frizzjoni taċ-ċilindru liner-piston ring u simula u analizza l-influwenza tal-angolu tal-kanal.

Fl-istess ħin, peress li l-materjali tal-gradjent funzjonali għandhom il-karatteristika li l-proprjetajiet materjali jinbidlu bil-bidla tal-kompożizzjoni jew l-istruttura tal-materjal, huma wkoll dejjem aktar użati biex itejbu l-proprjetajiet triboloġiċi ta 'partijiet mekkaniċi [13-14]. Wang Zhihao et al. miksi kisja gradjent tal-ħadid-kobalt fuq il-wiċċ ta 'liga tar-ram, li tejbet ħafna r-reżistenza għall-ilbies tal-wiċċ tal-kisi. Fl-esperiment, l-ilbies adeżiv tal-materjal tal-gradjent funzjonali kien imnaqqas ħafna u l-ilbies li joborxu ddgħajjef. Du Baoshuai et al. [16] uża ħadid tat-titanju u grafita bħala trabijiet issettjati minn qabel biex jipprepara kisja komposta reżistenti għall-ilbies ibbażata fuq il-ħadid fuq matriċi tal-azzar tal-karbonju. Il-proporzjonijiet tal-element fil-kisi kienu differenti, u l-istruttura tal-fażi tal-kisi evolviet kif xieraq. It-TiC miksub kien imqassam b'mod uniformi fil-kisi fil-forma ta 'dendriti u petali, li tejbu b'mod sinifikanti l-ebusija tas-saff tal-kisi. Hao Yunbo et al. [17] użaw teknoloġija ta 'depożizzjoni diretta tal-lejżer biex jippreparaw materjali tal-gradjent SS316/Ni20/Fe90 fuq makkinarju tal-impeller. L-ebusija u r-reżistenza għall-ilbies tal-parti ta 'fuq tal-materjal tal-gradjent tjiebu b'mod sinifikanti meta mqabbla mal-qiegħ. Fost il-metodi għall-preparazzjoni ta 'materjali tal-gradjent funzjonali, il-kisi tal-lejżer huwa teknoloġija ta' manifattura addittiva diġitali bbażata fuq tmigħ sinkroniku tat-trab. Grazzi għall-moviment ħieles tal-lejżer u l-kontroll tal-komponenti flessibbli, id-depożizzjoni diretta tal-enerġija saret l-aktar proċess ta 'manifattura ta' addittiv adattat għall-preparazzjoni ta 'materjali tal-gradjent funzjonali tal-metall. Id-depożizzjoni ta 'enerġija diretta tikkontrolla r-rata tat-tmigħ tat-trab ta' trabijiet differenti u mbagħad tirregola l-gradjent tal-komponent tal-materjal. Wang Bingtao et al. [18] uża wkoll taħlita ta 'simulazzjoni numerika u esperiment biex jivverifika li trab tal-liga ibbażat fuq in-nikil jista' jipprepara saff gradjent b'twaħħil metallurġiku tajjeb fuq il-wiċċ tal-istainless steel. Fil-preżent, xi studjużi studjaw il-preparazzjoni ta 'kisi gradjent minn kisi bil-lejżer mill-perspettiva tal-għażla tas-sottostrati tal-kisi [19-21], u xi studji bdew ukoll mill-kompożizzjoni ta 'trabijiet tal-kisi [22-23]. L-istudji ta 'hawn fuq juru li l-materjali tal-gradjent funzjonali prodotti minn addittivi tal-kisi tal-lejżer jistgħu jtejbu b'mod effettiv il-proprjetajiet triboloġiċi tal-biċċiet tax-xogħol.

Fil-preżent, ħafna studjużi wettqu ħafna riċerka dwar it-titjib tal-proprjetajiet tal-frizzjoni tal-materjali tal-gradjent funzjonali u l-influwenza tan-nisġa tal-wiċċ fuq is-sistema triboloġika taċ-ċilindru liner-piston ring [24], iżda hemm ftit studji dwar l-influwenza tal-funzjonali materjali gradjent fuq is-sistema triboloġika taċ-ċilindru inforra-pistun ring, u hemm ukoll ftit studji dwar l-effett ta 'akkoppjar bejn it-tnejn. Biex tesplora aktar l-influwenza u l-mekkaniżmu tagħha, ibbażata fuq l-istruttura ottimizzata tan-nisġa tal-kanal ta '30° magħżula f'referenza [10], dan il-lejżer tal-karta miksi trabijiet ibbażati fuq il-ħadid b'kontenut differenti ta' nikil biex jipprepara materjali gradjent funzjonali fuq il-wiċċ ta 'ġewwa tal-flieli tal-inforra taċ-ċilindru. , u tqabbelhom mal-inforra taċ-ċilindru oriġinali mhux ittrattat, u tanalizza l-imġieba triboloġika tagħhom permezz ta 'tester ta' frizzjoni u xedd reċiproku.

1 Esperiment

1.1 Materjali u preparazzjoni

L-esperiment juża inforra taċ-ċilindru tal-magna diesel ZS1115, u jikseb flieli tal-inforra taċ-ċilindru ta '80 mm × 120 mm permezz ta' qtugħ tal-wajer. Il-materjal huwa ħadid fondut liga reżistenti għall-ilbies. Il-wiċċ taċ-ċirku tal-pistun mhuwiex miksi. It-tul tal-porzjon taċ-ċirku tal-pistun huwa 60 mm u l-materjal huwa ħadid duttili. Il-flieli tal-inforra taċ-ċilindru jitnaddfu l-ewwel b'etanol anidru, u n-nisġa tiġi pproċessata bl-użu ta 'magna tal-immarkar tal-laser tas-serje YLP-D minn Han's Laser. Il-parametri tax-xogħol tal-magna tal-immarkar huma murija fit-Tabella 1. Intgħażlet in-nisġa tal-kanal ta '30 ° fil-letteratura [10], u ġew ipproċessati 8 skanalaturi tan-nisġa identiċi u paralleli fuq il-ħajt ta' ġewwa ta 'kull porzjon tal-inforra taċ-ċilindru. Intgħażlu tliet inforri taċ-ċilindru għall-ipproċessar ta 'hawn fuq, u inforra taċ-ċilindru wieħed mhux ipproċessat intgħażlet bħala l-grupp ta' kontroll.

Il-kisi tal-lejżer sar fuq il-fosos iffurmati fuq il-wiċċ ta 'ġewwa tal-inforra taċ-ċilindru wara l-immarkar bil-lejżer. It-tagħmir tal-kisi użat kien laser tal-fibra Raycus. Intużaw tliet trabijiet tal-kisi b'kontenut differenti ta 'nikil. Il-gradi tat-trab u l-komponenti ewlenin huma murija fit-Tabella 2.

L-ipproċessar adotta metodu ta 'tmigħ ta' trab koassjali. It-tliet inforri taċ-ċilindri pproċessati fil-grupp tat-test kienu miksija bil-lejżer. L-istess trab u parametri tal-ipproċessar intużaw għat-8 skanalaturi ta 'kull porzjon tal-inforra taċ-ċilindru. Il-proċess tal-ipproċessar tal-lejżer huwa muri fit-Tabella 3. It-tliet gradi ta 'trab kienu kollha mill-kontorn ta' Wuhan Iron and Steel Huagong Laser Company. Il-parametri speċifiċi tal-proċess tat-trab ġew magħżula abbażi tal-esperjenza attwali tal-inġinerija tal-kumpanija.

Il-wiċċ ta 'ġewwa tal-inforra taċ-ċilindru wara l-kisi tal-lejżer kien mitħun b'rota tat-tħin ta' l-irħam abjad biex tagħmel il-ħajt ta 'ġewwa tagħha bla xkiel. Fl-istess ħin, ġie magħżul inforra taċ-ċilindru ieħor u pproċessata bl-istess tliet parametri tal-proċess. Il-qtugħ tal-wajer sar mis-sezzjoni tan-nofs tal-mogħdija tal-kisi biex tinkiseb is-sezzjoni trasversali taż-żona tal-kisi tal-inforra taċ-ċilindru. Is-sezzjoni trasversali kienet illustrata u nċiżi b'4% alkoħol ta 'aċidu nitriku, u l-istruttura metallografika tagħha ġiet osservata taħt mikroskopju metallografiku.

Kif jidher mill-Figura 1, is-sezzjoni trasversali wara t-trattament tal-kisi bil-lejżer tista 'tkun bejn wieħed u ieħor maqsuma fi tliet partijiet: saff tal-kisi, żona affettwata mis-sħana u matriċi. Matul il-proċess tat-trattament tal-lejżer, is-saff tal-liga ffurmat struttura dendritika u ċellulari fina minħabba t-tkessiħ, u rabta metallurġika ġiet iffurmata bejn is-saff tal-kisi tal-lejżer u l-materjal tal-matriċi. Iż-żewġ materjali ffurmaw rabta permezz tad-diffużjoni reċiproka bejn atomi jew molekuli, u faxxa ta 'twaħħil ovvja tista' tidher fuq is-sezzjoni trasversali. Wara li tkabbar iż-żona tat-twaħħil, wieħed jista 'jara li l-ewtektiku tal-fosfru fil-materjal tal-ħadid fondut, jiġifieri l-matriċi, jinfirex fis-saff tat-twaħħil. Aktar ingrandiment jista 'jiġi osservat biex josserva l-pearlite flake iżgħar fil-ħadid fondut, u l-ispazjar interlamellar tal-pearlite huwa żgħir, li juri li l-materjal f'din iż-żona għandu saħħa u ebusija għolja. Fl-istess ħin, il-grafita flake fiż-żona tat-twaħħil hija wkoll viżibbli b'mod ċar. Il-kompożizzjoni u l-istruttura tal-materjal juru bidla gradjent, u t-twaħħil metallurġiku bejn is-saff tal-kisi u l-materjal tal-matriċi jifforma materjal gradjent.

1.2 Apparat tat-test

It-test twettaq fuq it-tester ta 'frizzjoni u xedd reċiproka MWF-10, u l-istruttura ġenerali hija murija fil-Figura 2. Jinkludi apparat tas-sewqan, apparat ta' trażmissjoni, apparat, u apparat ta 'akkwist tas-sinjal. Il-mutur isuq l-apparat biex jirreċiproka fuq il-ferrovija tal-gwida permezz tal-mekkaniżmu tal-virga li tgħaqqad il-krank, u t-tagħbija tinkiseb mill-apparat ta 'pressjoni mekkanika biex tinkiseb il-pressjoni ta' kuntatt issettjata minn qabel. Bil-moviment reċiproku tal-pjanċa slide, l-inforra taċ-ċilindru u ċ-ċirku tal-pistun huma reċiprokati. Il-puplesija tal-pjanċa slide hija 100 mm. Il-pressjoni u l-frizzjoni huma mkejla mis-sensor tal-forza stabbilit fil-pożizzjoni korrispondenti. Il-pressjoni u l-frizzjoni matul it-test huma mkejla mis-sensor. Billi taġġusta l-veloċità tal-mutur u l-apparat li jġorr il-pressjoni, l-ambjent tal-frizzjoni tal-magna diesel taħt tagħbijiet tax-xogħol differenti jista 'jiġi simulat. Il-metodu tal-lubrikazzjoni huwa lubrikazzjoni tat-taqtir. Matul it-test, ċertu ammont ta 'żejt lubrikanti jitqattar indaqs fil-par ta' frizzjoni. Il-pressjoni, il-frizzjoni u r-reżistenza tal-kuntatt jinġabru matul it-test bl-użu tal-karta tal-akkwist USB6009.

1.3 Metodu tat-test

Biex tissimula l-ambjent ta 'tħaddim ta' magna diesel b'veloċità baxxa, il-veloċità tal-mutur hija ssettjata għal 100 r/min u t-tagħbija hija ssettjata għal 100 N. L-influwenza ta 'saffi differenti tal-gradjent tal-kisi fuq il-prestazzjoni tal-frizzjoni taċ-ċirku taċ-ċilindru inforra-pistun par frizzjoni huwa analizzat bl-istess veloċità u l-istess tagħbija. Tliet gruppi ta 'tliet gradi ta' trab tal-kisi u r-raba 'grupp mhux ittrattat huma stabbiliti. Il-kampjun huwa porzjon tal-inforra taċ-ċilindru magħmul bil-qtugħ tal-wajer tal-inforra taċ-ċilindru ta 'magna diesel b'ċilindru wieħed ZS1115. Il-materjal huwa ħadid fondut liga reżistenti għall-ilbies. Il-porzjon taċ-ċirku tal-pistun huwa tal-istess daqs bħall-porzjon tal-inforra taċ-ċilindru u huwa magħmul minn ħadid duttili, kif muri fil-Figura 3.

1.4 Akkwist tad-dejta

Id-dejta li għandha tinġabar f'dan it-test tinkludi l-frizzjoni bejn l-inforra taċ-ċilindru u ċ-ċirku tal-pistun matul it-test, is-sinjal tal-vultaġġ bejn l-inforra taċ-ċilindru u l-pistun (konvertit f'reżistenza tal-kuntatt), u l-morfoloġija tal-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru wara l- test. Matul it-test, il-forza tal-frizzjoni u r-reżistenza tal-kuntatt jinġabru 10 dejta kull sekonda mill-karta tal-akkwist konnessa mas-sensor. Wara l-kuntatt tat-test, il-profiler tal-wiċċ tal-kuntatt intuża biex jiġbor il-karatteristiċi tal-morfoloġija tal-wiċċ tal-ilbies tal-kampjun tal-inforra taċ-ċilindru wara l-frizzjoni. Ġew miġbura erba 'punti ta' kampjun għal kull inforra taċ-ċilindru biex jgħinu fl-analiżi tal-karatteristiċi tal-ilbies tal-par ta 'frizzjoni taċ-ċilindru liner-piston ring [25]. Id-daqs taż-żona tal-kejl magħżul kien erja kwadra ta '0.8 mm × 0.8 mm. Id-dejta miġbura ġġenerat mappa tal-morfoloġija tridimensjonali tal-wiċċ tal-kampjun ittestjat u l-parametri karatteristiċi korrispondenti fuq in-naħa tal-PC.

2 Riżultati u diskussjoni

2.1 Analiżi tal-forza tal-frizzjoni u l-fattur tal-frizzjoni

It-tendenza tal-bidliet fil-forza tal-frizzjoni matul l-erba 'gruppi ta' testijiet hija murija fil-Figura 4, u l-fattur ta 'frizzjoni medju tat-test huwa muri fil-Figura 5. Jirrifletti l-livell ġenerali tal-prestazzjoni tal-frizzjoni tal-erba' gruppi ta 'liners taċ-ċilindri u l-bidla tagħhom xejra matul iż-żmien. Kif jidher mill-Figura 4, taħt kundizzjonijiet tat-temperatura tal-kamra b'ċerta pressjoni tat-tagħbija, il-forza tal-frizzjoni tal-grupp 350 hija l-iżgħar fi ħdan l-1.5 sigħat magħżula (5400 s), filwaqt li t-tendenza tal-bidla tal-forza tal-frizzjoni tal-grupp 330 hija l-aktar stabbli matul dan il-perjodu. Matul l-esperiment ta '1.5 sigħat, il-forza tal-frizzjoni varjat madwar valur fiss. Għalkemm il-grupp D30 varja 15-il minuta qabel it-test, il-valur tal-forza tal-frizzjoni baqa 'f'10-20 N wara. Il-grupp ta 'kontroll kellu varjazzjoni kbira wara 30 min, u l-valur tal-forza tal-frizzjoni nbidel aktar u l-valur medju żdied kif xieraq.

Kif jidher mill-Figura 5, il-koeffiċjent ta 'frizzjoni medju tat-tliet gruppi ta' esperimenti għall-ipproċessar ta 'materjali tal-gradjent funzjonali kien sinifikament aktar baxx minn dak tal-grupp ta' kontroll taħt il-kundizzjonijiet operattivi ta 'tagħbija ta' 100 N u veloċità ta '100 r / min. L-effett tat-tnaqqis tal-frizzjoni tal-materjal tal-gradjent funzjonali ppreparat minn 350 trab kien l-aktar sinifikanti, b'koeffiċjent ta 'frizzjoni ta' 0.230 3, li kien 25.4% inqas minn dak tal-grupp ta 'kontroll. Iż-żewġ gruppi l-oħra naqsu wkoll b'madwar 20% meta mqabbla mal-grupp ta 'kontroll.

Il-frizzjoni fil-grupp ta 'kontroll żdiedet minħabba li d-debris tal-ilbies iġġenerat mill-frizzjoni waħħal mal-wiċċ tal-par tal-frizzjoni, aggrava l-ilbies u jżid il-frizzjoni. Il-forza tal-frizzjoni u l-koeffiċjent tal-frizzjoni medju tal-ewwel tliet gruppi ta 'testijiet kienu aħjar minn dawk tal-grupp ta' kontroll, li jistgħu jkunu dovuti għall-film awto-lubrikanti ffurmat mill-materjal tal-gradjent funzjonali fuq il-wiċċ tiegħu, li naqqas il-frizzjoni u l-ilbies. Materjali tal-gradjent funzjonali għandhom saffi ta 'ebusija differenti biex jiksbu reżistenza ogħla għall-ilbies u koeffiċjent ta' frizzjoni aktar baxx. It-tliet trabijiet tal-kisi magħżula għall-esperiment kollha għandhom ċertu kontenut ta 'nikil, u n-nikil jista' juri proprjetajiet li jillubrikaw lilu nnifsu fil-frizzjoni u l-kuntatt li jiżżerżqu. Din il-proprjetà awto-lubrikanti hija prinċipalment dovuta għall-film tal-ossidu jew tas-sulfid iġġenerat fuq il-wiċċ tan-nikil. Il-film lubrikanti prinċipalment jinkludi ossidu tan-nikil, sulfide tan-nikil u komposti oħra ġġenerati taħt kundizzjonijiet speċifiċi. Dawn il-komposti jiffurmaw bonds kimiċi stabbli fuq il-wiċċ tan-nikil u jiffurmaw saff ta 'film dens fuq il-wiċċ, li jnaqqas il-kuntatt dirett bejn l-uċuħ tal-metall, u b'hekk inaqqas il-frizzjoni u l-użu. Barra minn hekk, il-film awto-lubrikanti għandu wkoll reżistenza tajba għall-korrużjoni u reżistenza għall-ossidazzjoni. Fl-istess ħin, matul l-esperiment, ġew osservati adeżivi suwed fuq il-wiċċ tal-par ta 'frizzjoni, li kien dovut għaż-żieda fit-temperatura u l-pressjoni u l-karbonizzazzjoni żgħira tal-lubrikant bażi. Għalkemm il-karbonizzazzjoni taż-żejt lubrikanti u l-fdalijiet tal-ilbies se tintensifika l-ilbies, il-kubrit fiż-żejt bażi jista 'wkoll jifforma film tas-sulfid tan-nikil man-nikil fil-materjal tal-gradjent funzjonali, u l-film tal-ossidu jista' jkollu rwol fit-tnaqqis tal-frizzjoni u li jirreżisti l-ilbies. B'paragun, il-materjal tal-gradjent funzjonali ppreparat bil-kisi tat-trab tal-grad 350 għandu l-aħjar karatteristiċi ta 'frizzjoni, filwaqt li 330 juri l-istabbiltà tal-valur tal-frizzjoni matul il-proċess ta' frizzjoni. Il-proprjetajiet triboloġiċi tal-inforri taċ-ċilindri ppreparati b'materjali ta 'gradjent funzjonali huma sinifikament aħjar minn dawk tal-grupp ta' kontroll mhux ittrattat.

2.2 Analiżi tal-ilbies

Qabel it-test, iċ-ċirku tal-pistun ġie mnaddaf b'etanol anidru u mbagħad jintiżen bl-użu ta 'miżien elettroniku. Wara 2 sigħat tat-test tal-frizzjoni, tneħħa għat-tindif, wieżen mill-ġdid u rrekordjat, u t-telf tal-massa tal-materjal ikkawżat minn xedd qabel u wara t-test ġie kkalkulat u rreġistrat bħala xedd tal-massa. L-ilbies ta 'l-4 gruppi ta' ċrieki tal-pistun sperimentali jidher fil-Figura 6.

Kif jidher mill-Figura 6, l-ilbies tal-grupp 330 u l-grupp 350 huwa l-iżgħar, li huwa 0.001 5 u 0.001 533 g. L-ilbies ta 'dawn iż-żewġ gruppi huwa inqas minn dak tal-grupp ta' kontroll (0.007 63 g), li huwa madwar 1/5 tal-ilbies tal-grupp ta 'kontroll, u l-ilbies tal-grupp D30 huwa biss 1/2 tal-grupp ta' kontroll . L-ilbies ta 'D30 huwa akbar. Mill-valur tar-reżistenza tal-kuntatt maż-żmien fil-Figura 7, jista 'jiġi dedott li l-lubrikazzjoni hija serjament insuffiċjenti matul il-perjodu ta' operazzjoni ta '30 ~ 60 min. Mid-dejta ġenerali, wieħed jista 'jara li l-materjal tal-gradjent funzjonali ppreparat għandu effett li jnaqqas l-ilbies fuq il-par tal-frizzjoni, u dan ir-riżultat huwa konsistenti mar-riżultat tal-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-forza tal-frizzjoni.

2.3 Analiżi tar-reżistenza tal-kuntatt

Minħabba d-differenza kbira fir-reżistenza bejn il-film taż-żejt lubrikanti u l-kondutturi tal-metall bħal inforra taċ-ċilindru u ċirku tal-pistun, il-valur tar-reżistenza tas-sistema komposta minn ċirku taċ-ċilindru inforra-żejt film-pistun jista 'jitkejjel billi jiġi applikat ċirkwit ta' kejl bejn iċ-ċilindru par tal-frizzjoni taċ-ċirku liner-pistun. Peress li r-reżistenza tal-konduttur tal-metall hija żgħira, l-influwenza ewlenija tar-reżistenza tal-kuntatt ġejja mill-ħxuna tal-film taż-żejt. Għalhekk, il-ħxuna tal-film taż-żejt tista 'tiġi ġġudikata mid-daqs tar-reżistenza tal-kuntatt, sabiex tifhem il-lubrikazzjoni taż-żejt matul il-proċess ta' frizzjoni. Ħu l-valur imkejjel tar-reżistenza tal-kuntatt fi żmien 100 minuta tal-ħin tat-tħaddim, ħu medja ta 'kull 100 valuri mkejla, u l-bidla tagħha maż-żmien tidher fil-Figura 7. Bl-użu tal-formula miksuba mid-dijagramma taċ-ċirkwit tal-prinċipju tax-xogħol tar-reżistenza tal-kuntatt, il- reżistenza attwali ta 'kuntatt tal-par ta' frizzjoni matul it-test tista 'tiġi kkalkulata mill-valur imkejjel, u l-valur medju tiegħu jidher fil-Figura 8.

Fil-Figura 8, ir-reżistenza tal-kuntatt tal-grupp 350 u l-grupp D30 hija akbar b'mod sinifikanti minn dik tal-grupp ta 'kontroll. Meta l-metodu tar-reżistenza tal-kuntatt jintuża biex titkejjel il-ħxuna tal-film lubrikanti, il-kobor tar-reżistenza huwa korrelatat b'mod pożittiv mal-ħxuna tal-film lubrikanti, jiġifieri, il-ħxuna tal-film taż-żejt tal-grupp 350 u l-grupp D30 hija akbar minn dak tal-grupp ta' kontroll. Fost dawn, il-valur medju tar-reżistenza tal-kuntatt tal-inforra taċ-ċilindru miksi bi 350 trab huwa l-akbar, li huwa 1.488 15 Ω, li huwa 63.45% ogħla minn dak tal-grupp ta 'kontroll oriġinali; segwit mill-inforra taċ-ċilindru miksi bi trab D30, li huwa 44.52% ogħla, li huwa konsistenti mar-riżultati tal-fattur tal-frizzjoni u l-forza tal-frizzjoni, li jindika li dan il-grupp ifforma film taż-żejt lubrikanti effettiv matul il-proċess tal-frizzjoni sperimentali; u r-reżistenza tal-kuntatt tal-grupp 330 hija kemmxejn inqas minn dik tal-grupp ta 'kontroll. Mill-bidla tal-valur tal-kejl tar-reżistenza tal-kuntatt matul iż-żmien fil-Figura 4, jista 'jinstab li l-ħxuna tal-film taż-żejt ta' 330 hija relattivament żgħira, li tista 'tkun dovuta għall-ilbies eċċentriku għal żmien qasir wara 30 minuta tat-test, li jwassal għar-reżistenza medja tal-kuntatt tagħha tkun aktar baxxa minn dik tal-grupp ta 'kontroll. Jista 'jidher ukoll b'mod intuwittiv mill-Figura 7 li wara li tispiċċa l-kondizzjoni tal-ilbies eċċentrika u jiġi ffurmat film taż-żejt lubrikanti relattivament stabbli, il-ħxuna tal-film taż-żejt tagħha hija akbar minn dik tal-inforra taċ-ċilindru mhux ittrattat fil-grupp ta' kontroll. Dan il-fenomenu jseħħ minħabba li l-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru jilbes, il-ħruxija tal-wiċċ tista 'titnaqqas. Minħabba l-mili reċiproku bejn il-materjali u l-bidla tal-mikro-ġeometrija tal-wiċċ, il-film taż-żejt iffurmat miż-żejt lubrikanti bejn l-uċuħ huwa finalment imtejjeb, li jagħmilha aktar faċli biex tifforma film taż-żejt eħxen. Il-film taż-żejt tal-grupp 350 laħaq ukoll stat stabbli wara li dam għaddej għal perjodu ta 'żmien.

Wara li tneħħi xi dejta b'valuri anormali ta 'reżistenza għall-kuntatt fil-grupp 330, mhuwiex diffiċli li wieħed jara li l-film taż-żejt lubrikanti tal-inforra taċ-ċilindru ppreparat b'materjali tal-gradjent funzjonali huwa ġeneralment aħjar minn dak tal-inforra taċ-ċilindru tal-grupp ta' kontroll mhux ittrattat. Dan minħabba li l-inċiżjoni bil-lejżer u l-kisi tal-lejżer jintużaw fl-ipproċessar ta 'materjali tal-gradjent funzjonali, u l-arranġament tal-materjal funzjonali fuq il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru għandu ċertu nisġa. Dan jagħmel l-istress tal-materjal tal-gradjent funzjonali rranġat 30 ° differenti minn dak tal-wiċċ ordinarju tal-inforra taċ-ċilindru meta l-wiċċ tal-par tal-frizzjoni huwa soġġett għal tagħbija. Iż-żejt maħżun fil-junction tal-materjal irranġat u l-materjal ordinarju se jiġi rilaxxat biex ittaffi l-frizzjoni matul il-proċess ta 'frizzjoni, u n-nisġa ta' dan l-arranġament tista 'ttejjeb il-kapaċità li tifforma film taż-żejt ta' pressjoni dinamika, li tifforma film taż-żejt lubrikanti b'mod xieraq ħxuna u relattivament stabbli, li jistgħu jtejbu l-prestazzjoni tal-frizzjoni tal-par tal-frizzjoni.

2.4 Analiżi tal-morfoloġija tal-wiċċ

Il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru wara t-test tkejjel bl-użu ta 'profiler tal-wiċċ tal-ispostament tal-interferometru tal-laser, u d-daqs taż-żona tal-valutazzjoni tal-kejl kien 0.8 mm × 0.8 mm. Il-wiċċ li jintlibes ġie evalwat minn tliet parametri karatteristiċi: devjazzjoni kwadra medja tal-għerq tal-wiċċ Sq, indiċi ta 'ritenzjoni tal-likwidu tal-wied Svi, u indiċi ta' appoġġ tal-wiċċ Sbi. Sabiex jitnaqqsu l-iżbalji u tiġi evitata l-għażla każwali tar-riżultati tal-kejl, ittieħdu erba 'punti każwali fuq kull wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru għall-kejl, u l-valuri mkejla ġew medjati. It-tliet parametri karatteristiċi tal-wiċċ tal-ilbies tal-inforra taċ-ċilindru u t-tqabbil tagħhom huma murija fil-Figura 9, u l-uċuħ tal-ilbies tal-inforra taċ-ċilindru aktar rappreżentattivi wara erba 'gruppi ta' testijiet huma murija fil-Figura 10.

Sbi jista 'jintuża biex jindika l-prestazzjoni ta' appoġġ tal-wiċċ. Iktar ma jkun kbir il-valur, aħjar il-prestazzjoni tal-appoġġ tal-wiċċ. Kif jidher mill-Figura 9, l-indiċi ta 'appoġġ tal-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru pproċessat permezz tal-ipproċessar tal-gradjent funzjonali huwa mtejjeb meta mqabbel mal-grupp ta' kontroll mhux ipproċessat. L-Sbi tat-trab tal-kisi 330 huwa l-ogħla, li huwa 0.774 25, u ż-żieda hija ta '35% meta mqabbla mal-grupp ta' kontroll mhux ittrattat. Il-fenomenu ta 'hawn fuq huwa prinċipalment dovut għall-fatt li l-kisi tal-materjal tal-gradjent funzjonali fuq il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru tejjeb l-ebusija tal-wiċċ tiegħu permezz tad-disinn u l-aġġustament tal-kompożizzjoni tiegħu.

Sq jirrifletti l-grad ta 'devjazzjoni tal-profil tal-wiċċ mill-pjan ta' referenza u huwa parametru importanti biex jitkejjel jekk il-wiċċ imkejjel huwiex ċatt. Skont l-informazzjoni fil-Figura 9, l-ilbies tas-saff tal-kisi tat-trab D30 huwa aktar serju, u l-flatness tat-tliet gruppi l-oħra mhix differenti ħafna. Matul il-proċess tal-ilbies, hekk kif id-debris tal-ilbies jiżdied, id-distakk bejn il-pari tal-frizzjoni jiżdied, li huwa konsistenti mar-riżultati tal-Figura 10.

Svi jirrifletti l-abbiltà taż-żona tal-wied tal-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru biex taħżen iż-żejt lubrikanti. Iktar ma jkun kbir l-Svi, aħjar il-prestazzjoni ta 'żamma tal-likwidu taż-żona tal-wied tal-wiċċ. Kif jidher mill-Figura 9, l-Sq tal-ewwel tliet gruppi huma kollha akbar mill-grupp ta 'kontroll, li jindika li l-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru għandu kapaċità aħjar ta' ħażna taż-żejt wara l-ipproċessar, u l-par ta 'frizzjoni taċ-ċilindru inforra-piston ring għandu karatteristiċi ta' lubrikazzjoni aħjar u lubrikazzjoni aħjar. Dan ir-riżultat huwa konsistenti mat-tendenza tar-reżistenza tal-kuntatt. Minbarra l-fatt li dan il-materjal gradjent funzjonali b'tessut ottimizzat jippromwovi l-formazzjoni ta 'film taż-żejt lubrikanti stabbli, ir-riżultati Sq juru wkoll li parti mill-kapaċità tal-ħażna taż-żejt tista' tiġi mid-distakk ikkawżat minn xedd bejn il-pari ta 'frizzjoni.

Ir-riżultati ta 'hawn fuq juru li l-preparazzjoni ta' materjali tal-gradjent funzjonali fuq il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru ttejjeb b'mod sinifikanti l-kwalità tal-wiċċ u l-ebusija tal-wiċċ, u l-effett sinerġistiku tan-nisġa u l-materjal jista 'jtejjeb b'mod effettiv il-ġenerazzjoni ta' film taż-żejt lubrikanti stabbli meta l- par tal-frizzjoni qed jaħdem, u jtejjeb il-prestazzjoni tal-frizzjoni, li hija wkoll l-istess bħar-riżultat tal-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-forza tal-frizzjoni.

Konklużjonijiet 3

Dan id-dokument jistudja l-effett ta 'materjali ta' gradjent funzjonali b'komponenti differenti fuq il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru fuq il-prestazzjoni tal-frizzjoni tal-par ta 'frizzjoni tal-frizzjoni tal-porzjon tal-folja taċ-ċilindru-inforra tal-pistun permezz ta' frizzjoni reċiproka u tester tal-ilbies. Il-konklużjonijiet huma kif ġej:

1) Il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru huwa pproċessat permezz tal-immarkar bil-lejżer u kisi bil-lejżer ta 'trabijiet ta' liga bbażati fuq il-ħadid b'kontenut differenti ta 'nikil, u s-saff tal-kisi tal-lejżer jifforma rabta metallurġika tajba mas-sottostrat tal-inforra taċ-ċilindru. Mill-morfoloġija trasversali, hemm meded ta 'twaħħil ovvji, żoni ta' liga u żoni affettwati mis-sħana. Esperimenti sussegwenti vverifikaw ukoll li l-materjal tal-gradjent funzjonali għandu proprjetajiet triboloġiċi tajbin.

2) Fit-test, il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-materjal tal-gradjent funzjonali ppreparat b'frazzjoni tal-massa tan-nikil ta '4.2% trab kien l-aktar baxx. Il-kontenut xieraq ta 'nikil iffurmat saff ta' film dens fil-par ta 'frizzjoni, inaqqas il-kuntatt dirett bejn l-uċuħ tal-metall u juri l-aħjar prestazzjoni triboloġika.

3) Il-materjal tal-gradjent funzjonali ppreparat f'angolu ta '30° fuq il-wiċċ tal-inforra taċ-ċilindru jista' jippermetti lis-sistema triboloġika taċ-ċilindru liner-piston ring biex tipproduċi aħjar film taż-żejt lubrikanti stabbli waqt it-tħaddim, u b'hekk tnaqqas il-frizzjoni u l-koeffiċjent tal-frizzjoni, u ttejjeb il-kapaċità ta 'appoġġ tagħha u l-abbiltà li taħżen żejt lubrikanti. Fl-istess ħin, film taż-żejt lubrikanti stabbli jista 'wkoll inaqqas l-ilbies tal-par ta' frizzjoni.