Amélioration de la résistance à la fatigue et de la résistance à l'usure de Plaque de roulement composite en acier cuivre est un problème multidisciplinaire complexe qui nécessite une considération complète à partir de plusieurs aspects tels que la conception des matériaux, l'optimisation de l'interface, le processus de fabrication et le traitement de surface. Voici quelques méthodes et chemins techniques spécifiques:
1. Optimisation de la force de liaison d'interface
Contrôle de la microstructure de l'interface: La résistance à la liaison d'interface entre l'acier et le cuivre affecte directement les performances globales du matériau composite. En optimisant la microstructure à l'interface (comme réduire la porosité et éviter la formation de phase fragile), la résistance à la fatigue peut être considérablement améliorée.
Méthode:
Pendant le soudage explosif ou le processus composite de roulement chaud, contrôlez strictement la température, la pression et le taux de refroidissement pour favoriser la liaison métallurgique plutôt que la liaison mécanique.
L'introduction d'une couche de transition intermédiaire (comme le nickel, le titane ou l'aluminium) pour former un composé intermétallique stable par réaction de diffusion et améliorer la force de liaison d'interface.
Conception de la composition chimique: L'introduction d'une quantité appropriée d'éléments d'alliage (tels que CR, MO, AL) dans la zone d'interface peut améliorer la résistance de l'interface par le mécanisme de renforcement solide de la solution ou de renforcement des précipitations.
2. Choisissez l'épaisseur et la distribution de la couche de cuivre appropriées
L'épaisseur de la couche de cuivre a une influence importante sur la résistance à la fatigue et la résistance à l'usure de la plaque de roulement composite. Une couche de cuivre trop épaisse peut entraîner une capacité de chargement insuffisante, tandis qu'une couche de cuivre trop mince peut réduire la conductivité thermique et l'effet de lubrification.
Stratégie d'optimisation:
Selon les conditions de travail réelles, le rapport optimal d'épaisseur de la couche de cuivre est déterminé par analyse par éléments finis et vérification expérimentale.
Augmentez l'épaisseur de la couche de cuivre dans les zones de stress élevées pour offrir de meilleures performances de lubrification, tout en réduisant l'épaisseur de la couche de cuivre dans les zones à faible contrainte pour réduire les coûts.
3. Technologie de modification de surface
La modification de la surface est l'un des principaux moyens pour améliorer la résistance à l'usure. En appliquant un traitement de revêtement ou de modification à la surface de la couche de cuivre, ses propriétés tribologiques peuvent être considérablement améliorées.
Méthode:
Radrer laser: Une couche de carbure cimenté (comme WC-CO) est recouverte de la surface de la couche de cuivre pour former une couche de surface à haute dureté et résistante à haute usage.
Traitement de nitratide: nitrade d'ion ou nitrade à gaz de la couche de cuivre pour former une couche durcie pour améliorer la dureté de surface et la résistance à l'usure.
Technologie de placage: électroplaçant ou plant chimiquement une couche d'alliage à base de nickel ou à base de chrome à la surface de la couche de cuivre pour améliorer la résistance à l'oxydation et la résistance à l'usure.
Nano revêtement: en utilisant le dépôt physique de vapeur (PVD) ou la technologie de dépôt chimique de vapeur (CVD), un film dur nano-échelle (tel que TIN, CRN) est déposé à la surface pour améliorer encore la résistance à l'usure.
4. Présentation de la conception de matériaux composites
L'introduction d'une phase de renforcement (comme la fibre de carbone, le graphène, les particules d'alumine, etc.) dans la couche de cuivre peut améliorer efficacement sa résistance et la résistance à l'usure.
Méthode:
Ajoutant du graphène ou des nanotubes de carbone à la matrice de cuivre, en utilisant ses excellentes propriétés mécaniques et ses propriétés de lubrification pour réduire le coefficient de frottement et améliorer la résistance à l'usure.
Préparez les matériaux composites à base de cuivre par la technologie de métallurgie de la poudre et ajoutez des particules de céramique (telles que SIC, al₂o₃) pour améliorer la dureté et l'usure de la résistance.
5. Optimisation du processus de fabrication
Différents processus de fabrication ont un impact significatif sur les performances des plaques de roulement composites. En améliorant le processus de fabrication, les performances globales du matériau peuvent être améliorées.
Méthodes:
Soudage d'explosion: En contrôlant avec précision l'énergie et l'angle d'explosion, la qualité de liaison métallurgique de l'interface acier-cuivre est assurée.
Composite à roulement chaud: le roulement chaud est effectué sous une température élevée et une haute pression pour former une liaison métallurgique dense entre l'acier et le cuivre, tout en éliminant les défauts internes.
Traitement thermique ultérieur: Grâce à un traitement de recuit ou de vieillissement, un stress résiduel est libéré et la résistance à la fatigue du matériau est améliorée.
Grâce à l'application complète des méthodes ci-dessus, la résistance à la fatigue et la résistance à l'usure de la plaque de roulement composite en acier compose peuvent être considérablement améliorées pour répondre aux exigences de performance élevées dans différentes conditions de travail. Si une discussion détaillée est nécessaire pour une direction spécifique, le contenu de la recherche et les solutions techniques peuvent être affinés.
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