纳米化/渗氮/渗硫层与润滑油添加剂的摩擦化学效应研究
发布时间：2022-01-26 17:32
发动机活塞环多工作在高温、高压、高速和润滑困难的苛刻条件下,容易在与汽缸壁的滑动界面处发生磨损,从而降低活塞环的使用寿命。利用表面改性技术改善活塞环材料的力学性能和改善润滑条件是提高活塞环摩擦学性能的两种主要途径。但是单一的技术往往存在不足,无法满足特定工况的要求。316L不锈钢是一种常用的活塞环材料,然而其硬度较低,摩擦学性能较差,容易发生磨损而导致零件失效。本文为提高316L不锈钢的摩擦学性能,利用超声表面滚压技术（USRP）、离子渗氮和离子渗硫技术,分别在钢材表面制备了纳米化层及纳米化与渗氮/渗硫复合层。利用SRV摩擦磨损试验机考察了钢材表面不同改性层分别在聚α烯烃合成油（PAO4）和含1.0wt%二烷基二硫代氨基甲酸钼（Mo DTC）或二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）润滑条件下的摩擦磨损行为。利用扫描电子显微镜、金相显微镜、三维表面形貌仪、X射线衍射仪、显微硬度计等微观检测设备分析了改性层的微观形貌、组织结构和显微硬度等,并利用X射线光电子能谱仪测试了摩擦反应膜中元素原子价态及含量。研究结果表明:（1）在316L不锈钢表面制备的纳米化层的最表层平均晶粒尺寸约为19 nm,表面硬度...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)ZDDP摩擦反应膜的生成示意图和(b)反应膜结构示意图
第 2 章 实验材料与实验方案状态下的冷缩性特点，使材料产生弹、塑性变形。当工作面产生一定的弹性恢复。工作头挤压所产生塑性流动将工压平，使其填充到波谷位置，提高了金属表面的综合性能。工装置主要部件包括数字超声波发生器和超声表面纳米行机构又由压电陶瓷换能器、变幅杆和工作头等几部分组成 2- 1 为加工装置示意图 。
中国地质大学（北京）硕士学位论文 离子渗氮/渗硫设备用中国铁道科学研究院研制生产的 LDM2-25 离子渗氮炉分别对 3进行离子渗氮和离子渗硫处理，图 2-2 所示为离子渗氮炉的结构示氮的主要反应气体是氨气，而离子渗硫主要反应气体为固体硫蒸气阴极与工件相连，阳极与炉壁相连，当真空度抽取到一定程度时，出炉内杂质气体。当真空度达到 10 Pa 左右时，在阴阳极之间加 700，使阴极在电子的轰击下逐渐升温。当达到氨气热分解的温度时，性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改成分和组织。而当温度上升到硫的升华温度时，硫气氛慢慢弥漫于原子在电场作用下轰击阴极，在工件表面生成 FeS 薄膜。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声波冷锻对Cr12MoV钢渗氮组织与性能的影响[J]. 佘丁顺,岳文,付志强,王成彪,王艳艳,刘家浚. 材料热处理学报. 2013(07)
[2]渗氮GCr15钢在含氮硼酸酯添加剂润滑油作用下的摩擦学性能[J]. 王松,岳文,王成彪,高晓成,卜宏利,刘家浚. 机械工程学报. 2012(19)
[3]边界润滑过程中摩擦化学反应机理的研究进展[J]. 李久盛. 润滑油. 2011(06)
[4]钢铁材料的表面纳米化[J]. 刘刚,莫成刚,武保林,左良. 钢铁研究学报. 2011(08)
[5]表面纳米化预处理对1Cr18Ni9Ti不锈钢渗硫层摩擦学性能的影响[J]. 马国政,徐滨士,王海斗,司洪娟. 机械工程学报. 2011(11)
[6]Q235钢高能喷丸纳米化表面的摩擦磨损行为[J]. 刘阳,吕晓仁,刘刚,李曙. 摩擦学学报. 2010(05)
[7]活塞环表面处理技术的研究现状及发展趋势[J]. 王师,阎殿然,李莎,高国旗,张志彬. 材料保护. 2009(07)
[8]Effect of Surface Mechanical Attrition Treatment on Corrosion Behavior of 316 Stainless Steel[J]. HAO Yun-wei, DENG Bo, ZHONG Cheng, JIANG Yi-ming, LI Jin(Department of Materials Science, Fudan University, Shanghai 200433, China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2009(02)
[9]纳米化纯铁在干摩擦及油润滑条件下的磨损行为研究[J]. 吕晓仁,王胜刚,刘阳,李曙. 摩擦学学报. 2007(01)
[10]超音速微粒轰击表面纳米化及其对耐磨性的影响[J]. 刘阳,吕晓仁,张荣禄,李曙. 中国表面工程. 2006(06)
硕士论文
[1]渗氮层与渗氮/渗硫复合层在润滑条件下的摩擦学性能研究[D]. 孙雪洁.中国地质大学（北京） 2011
[2]机车发动机活塞环槽表面强化处理及摩擦磨损性能研究[D]. 周立涛.北京交通大学 2007
[3]超声金属表面纳米化及摩擦磨损性能研究[D]. 宋宁霞.天津大学 2007
[4]新型有机钼极压抗磨剂的合成及其应用性能研究[D]. 李新良.中南大学 2003
本文编号：3610893
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)ZDDP摩擦反应膜的生成示意图和(b)反应膜结构示意图
第 2 章 实验材料与实验方案状态下的冷缩性特点，使材料产生弹、塑性变形。当工作面产生一定的弹性恢复。工作头挤压所产生塑性流动将工压平，使其填充到波谷位置，提高了金属表面的综合性能。工装置主要部件包括数字超声波发生器和超声表面纳米行机构又由压电陶瓷换能器、变幅杆和工作头等几部分组成 2- 1 为加工装置示意图 。
中国地质大学（北京）硕士学位论文 离子渗氮/渗硫设备用中国铁道科学研究院研制生产的 LDM2-25 离子渗氮炉分别对 3进行离子渗氮和离子渗硫处理，图 2-2 所示为离子渗氮炉的结构示氮的主要反应气体是氨气，而离子渗硫主要反应气体为固体硫蒸气阴极与工件相连，阳极与炉壁相连，当真空度抽取到一定程度时，出炉内杂质气体。当真空度达到 10 Pa 左右时，在阴阳极之间加 700，使阴极在电子的轰击下逐渐升温。当达到氨气热分解的温度时，性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改成分和组织。而当温度上升到硫的升华温度时，硫气氛慢慢弥漫于原子在电场作用下轰击阴极，在工件表面生成 FeS 薄膜。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声波冷锻对Cr12MoV钢渗氮组织与性能的影响[J]. 佘丁顺,岳文,付志强,王成彪,王艳艳,刘家浚. 材料热处理学报. 2013(07)
[2]渗氮GCr15钢在含氮硼酸酯添加剂润滑油作用下的摩擦学性能[J]. 王松,岳文,王成彪,高晓成,卜宏利,刘家浚. 机械工程学报. 2012(19)
[3]边界润滑过程中摩擦化学反应机理的研究进展[J]. 李久盛. 润滑油. 2011(06)
[4]钢铁材料的表面纳米化[J]. 刘刚,莫成刚,武保林,左良. 钢铁研究学报. 2011(08)
[5]表面纳米化预处理对1Cr18Ni9Ti不锈钢渗硫层摩擦学性能的影响[J]. 马国政,徐滨士,王海斗,司洪娟. 机械工程学报. 2011(11)
[6]Q235钢高能喷丸纳米化表面的摩擦磨损行为[J]. 刘阳,吕晓仁,刘刚,李曙. 摩擦学学报. 2010(05)
[7]活塞环表面处理技术的研究现状及发展趋势[J]. 王师,阎殿然,李莎,高国旗,张志彬. 材料保护. 2009(07)
[8]Effect of Surface Mechanical Attrition Treatment on Corrosion Behavior of 316 Stainless Steel[J]. HAO Yun-wei, DENG Bo, ZHONG Cheng, JIANG Yi-ming, LI Jin(Department of Materials Science, Fudan University, Shanghai 200433, China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2009(02)
[9]纳米化纯铁在干摩擦及油润滑条件下的磨损行为研究[J]. 吕晓仁,王胜刚,刘阳,李曙. 摩擦学学报. 2007(01)
[10]超音速微粒轰击表面纳米化及其对耐磨性的影响[J]. 刘阳,吕晓仁,张荣禄,李曙. 中国表面工程. 2006(06)
硕士论文
[1]渗氮层与渗氮/渗硫复合层在润滑条件下的摩擦学性能研究[D]. 孙雪洁.中国地质大学（北京） 2011
[2]机车发动机活塞环槽表面强化处理及摩擦磨损性能研究[D]. 周立涛.北京交通大学 2007
[3]超声金属表面纳米化及摩擦磨损性能研究[D]. 宋宁霞.天津大学 2007
[4]新型有机钼极压抗磨剂的合成及其应用性能研究[D]. 李新良.中南大学 2003
本文编号：3610893
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