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金屬磨損自修正技能對軸承壽數的影響
來源:海力軸承網 時間:2018-01-01
外表強化辦法已成為國表里完結軸承長壽數的有效途徑.其工藝辦法已由近代開展起來的激光、電子束、離子束等外表技能開展到開端探究將納米多功能混合基團資料效果于軸承作業外表；達以防銹、防腐蝕、沖突系數低；高硬度、耐高溫、耐磨損、耐沖擊等歸納功能優良的外表工程技能.
金屬磨損自修正技能（以下簡稱ART）；能夠一起到達歸納功能優良的外表工程技能.是亞微米級的粉體、動態的納米級的效果機制.這項具有革命性外表工程范疇的智能自修正新技能.會給軸承壽數及牢靠度值的進步帶來新的關鍵；為晉升配備制作業的歸納實力作出貢獻.
1、ART技能簡介
1-1 ：ART技能是具有自主知識產權的專利技能
ART技能是一種由羥基硅酸鹽雜亂組分構成的亞微米級礦石粉體組合物，我國工程技能人員經過幾年的不懈努力；運用中國的礦產資源進行工藝立異和進步.
0?2002年獲中國國防專利
0?2009年2月獲中國國家專利
1-2 ：ART產物
ART技能集“減磨、抗磨和原位自修正”三項功能為一體的渠道技能；已由“北京偉仕阿爾特新技能有限公司”依據不一樣的沖突條件研宣布“奧克摩”品牌的系列產物達19項之多.
其現代化的ART粉體制備設備及一流的實驗檢測中間不只能夠滿意國內市場的需要；其質量也超越國外的同類產物.為驗證產物在實踐工況條件下的運用效果；2008年至今在包鋼集團熱軋帶鋼出產線做ART軋機軸承延壽實驗.選用涂敷“奧克摩”于軋機軸承沖突外表；一年的出產實驗證明；軋機軸承運用壽數進步1倍以上.見圖1；包鋼熱軋帶鋼出產線上的646290軸承經運用失效后的翻滾體金相.
選用MEF4A高檔金相顯微鏡調查；翻滾體沖突外表存在ART類金屬陶瓷保層；厚度為0。006mm.
闡明ART資料在沖擊和沖突力的一起效果下；ART粉體質量優良；類金屬陶瓷保層散布均勻、安穩；徹底到達了技能特色和技能指標.這差異于市場上名目繁多的油品添加劑.
使金屬與金屬的沖突改變為金屬陶瓷保層與金屬陶瓷保層的沖突.無疑將大幅進步軸承運用壽數.
1-3 ：ART技能得到國家關聯部委的撐持
該項技能的研制與運用曾得到國家有關部委的重視和撐持；2002年9月18日在原國家經貿委直接掌管下會同國防科工委、科技部、鐵道部、交通部、教育部和國家環保總局等單位；召開了“金屬磨損自修正資料”產物國家級判定會.由徐斌士、鐘群鵬、丁傳賢、張福澤四位工程院士等共17位教授組成的判定委員會；一致同意該項目經過判定；其首要判定定見：
金屬磨損自修正資料是一項具有自主知識產權的高科技產物；具有世界先進水平.開發成功的金屬磨損自修正資料具有寬廣的運用遠景；能推進我國外表工程沖突學范疇運用根底的研討.
一起能股動我國傳統產業的晉升和改造；將對我國國民經濟的開展有嚴重影響”；“應使這項高新技能產物敏捷轉化為出產力”，國家經貿委將ART項目歸入“2002年 2016年國家科技立異計劃”.
國務委員吳儀曾親身調查該項目判定會時刻；教授在研討該項目
1-4 ：ART技能特色：
.1）、金屬磨損自修正資料的首要特色是在金屬沖突外表生成耐磨陶瓷保層.
.2）、金屬磨損自修正資料屬超細粉體資料在機器正常執役條件下無需崩潰地對磨損部件進行修正.
.3）、自修正資料能夠挑選性抵償外表磨損；耐磨陶瓷保層成長的厚度與超細粉體的數量和沖突開釋的能量成正比；是主動調理的.
.4）、耐磨陶瓷保層與原始金屬外表沒有顯著的分界面.
.5）、耐磨陶瓷保層使沖突系數比油膜光滑降了一個數量級.
.6）、耐磨陶瓷保層具有杰出的抗磨損和抗腐蝕功能；只需充沛堅持保層的形狀就能延伸機件的運用壽數；不用再替換零件.
.7）、耐磨陶瓷層不只能夠抵償空地；使零件康復原始形狀；還能夠優化協作空地；這就有利于下降機械振蕩；削減噪音；節約能源.
測驗汽缸內壁生成的金屬陶瓷保層的厚度
對施行金屬磨損自修正資料運用技能后運轉15萬公里的DF-11型機車063號柴油機第15缸的缸套外表構成的金屬陶瓷保層進行掃描電鏡觀測；結果表明：在取自缸套的金相樣品橫斷面上；約10微米厚度的金屬陶瓷保層無論在光學顯微鏡下仍是掃描電子顯微鏡下均清晰可見.
缸套外表保層的掃描電子顯微鏡像（背散射電子像；金相制樣法；腐蝕后）
1-5 ：ART技能指標：
耐磨陶瓷保層具有與眾不一樣的力學和物理功能：
.1）、沖突系數：μ0。003～0。007 比油膜光滑低一個數量級
.2）、顯微硬度：Hv690～1100 比原始外表硬度進步一至三倍
.3）、線脹系數，13。6～14。2 與鋼一樣
.4）、沖擊強度：50kg/mm2
.5）、耐高溫：1575～1600℃
.6）、耐腐蝕：在高濕度海洋環境和酸、堿介質中不腐蝕.
.7）、電絕緣：1-10μm的電絕緣層
ART保層硬度檢測在原子力顯微鏡下的三維圖象
洛克式顯微硬度HV = 1145缸套外表保層的原子力顯微鏡圖畫（三維）
洛克式顯微硬度HV = 546缸套基體的原子力顯微鏡圖畫（三維）
1-6 ：ART的運用范疇：
ART技能可運用于機械磨損的任何部位：礦山機械、冶金機械、石油化工機械、建筑機械、汽車火車艦船內燃機、鏈條、軸承等等.在軸承制作業中急需選用ART技能延伸運用壽數的是軋機軸承、鐵路軸承、電機軸承、風電軸承、低噪音軸承、精細軸承等.
2、ART預處置
2-1 ：ART預處置工藝實驗
2-1-1 ：大連隆正偉仕金屬磨損自修正技能開發有限公司 從事ART運用技能研制與運用的專業公司.本著“安排決議功能”的金屬資料學研討理念；先后屢次進行ART臺架實驗：
◆2003年8月經過國家鏈條質量監督查驗中間臺架實驗；進步石油滾子鏈運用壽數3。3倍.
◆2007年；在浙江天馬軸承股份有限公司做“ART6308軸承臺架實驗”：
1000小時接連臺架實驗；測得的游隙與實驗前游隙減小2-6微米；闡明ART技能能夠主動優化沖突空地；到達最佳協作狀況.
◆ 2008年；經過國家軸承質量監督查驗中間臺架比照實驗進一步全部證明：ART技能能夠顯著延伸軸承運用壽數及牢靠度值.
2-1-2 ：ART預處置辦法 ：
此辦法是把加工后的軸承零件置于富含ART資料的中介物中；在振蕩的光飾機效果下；軸承零件外表構成彌散散布的ART孕育層；合套之后在含ART的光滑油或光滑脂的光滑條件下作業；進一步使ART孕育層轉變成類金屬陶瓷保層；獲得最佳沖突系數及協作空地.
2-1-3 ：ART預處置設備
為了推行ART預處置這一老練的運用工藝；“大連隆正光飾機制作有限公司”研制制作出強力LZD系列和XL系列修正劑循環預處置光飾機， WZD臥式大型ART預處置機能夠滿意直徑1。1米軋機軸承的ART預處置；并一起供給安穩、老練的預處置工藝、質量操控辦法及檢測規范.
能夠滿意直徑1。1米軋機軸承的ART預處置
2-2 ：ART預處置原理
2-2-1 ：ART孕育層構成進程
在金相顯微鏡下的金屬外表；存在著犬牙交錯的“溝壑”微凸體和凹坑以及各種缺點.在光飾機振蕩預處置時；在激振力的效果下；沖突；碰擊、揉捏的進程中；ART粉體的顆粒相關于大多數基體沖突外表的微凸體和凹坑來說；仍然是大尺度顆粒；在被帶入沖突界面后；被進一步研磨細化的一起也清理了沖突外表的凹坑及缺點處；為孕育層著床做好預備.
微凸體在振蕩沖突、揉捏碰擊進程中；扯開、開裂而引發的霎時閃點溫度；使高溫的磨削微粒被ART包裹；并在勢能較低的凹處或缺點處著床；構成孕育層.而扯開或開裂的凸體方位也在沖突力的效果下構成ART保層得以修正.ART預處置的全進程使金屬基體的凹處、“溝壑”、微裂紋、空地等缺點處均生成ART孕育層.
ART孕育層的成長速度和厚度與沖突開釋的能量；光飾機中ART粉體的含量及光飾的時刻成正比.
這是GCr15原料的軸承翻滾體；淬回火硬度HRc62度；在MEF4A高檔金相顯微鏡調查下的ART光飾預處置后的金相.
2-2-2 ：ART孕育層在工況條件下的效果
在工況執役條件下；尤其是軋機軸承；接受沖擊和霎時超極限載荷的效果下；彌散散布的孕育層起到了支撐座的效果.軸接受載運轉的全進程中；ART保層的界面不斷改變；主動挑選抵償部位；構成的厚度也是主動調理；當沖突開釋的能量因沖突系數的下降；而降到必定的程度時；陶瓷保層中止成長；自修正進程完結.金屬陶瓷層不只能夠抵償磨損空地；使金屬基體外表粗糙度值下降；康復原始狀況尺度；還能夠使沖突阻力趨于均勻散布；下降振蕩；節約能源；完結對基體金屬作業外表幾許形狀的修正和協作空地的優化.
2-2-3 ：ART孕育層在工況條件下的進一步轉變
軸承合套后在運用進程中；沖突力的效果下；依托沖突熱能作為驅動力；使ART孕育層與金屬基體外表發作置換反響；構成與鐵基金屬；以化學鍵相聯系的微晶陶瓷層；這種微晶陶瓷層能動態的不斷修正和抵償基體金屬沖突外表的磨損；到達延伸軸承運用壽數的意圖.
3、ART技能對軸承壽數及牢靠度值的影響
3-1 ：實驗來歷及意圖
受大連隆正偉仕金屬磨損自修正技能開發有限公司的托付；國家軸承質量監督查驗中間對該公司供給的幾組深溝球軸承6307；進行比照查驗.以查驗金屬磨損自修正技能及ART光飾預處置對進步翻滾軸承運用壽數及牢靠性的影響.
3-2 ： 實驗計劃
3-3 ：試樣來歷
從同一廠家、同一批次的軸承中隨機取出20套樣品；不進行任何處置堅持原始狀況；編為A組；再取出40套樣品；運用光飾機和ART資料對軸承表里滾道、翻滾體及堅持架進行ART預處置；使軸承外表彌散散布微晶陶瓷孕育層.之后合套；分為C組、D組；選用一樣的取樣辦法隨機取出30套樣品；不進行任何處置；堅持原始狀況；各15套分為E組、F組；再取15套樣品；運用光飾機和ART資料對軸承表里滾道、翻滾體外表及堅持架進行預處置；使軸承零件外表構成彌散散布微晶陶瓷孕育層；編為G組；按表中的實驗條件進行實驗.
3-4 ：實驗定論
經過本次實驗能夠看出；單一運用金屬磨損自修正資料作為光滑油或光滑脂的添加劑；或單一運用光飾預處置技能；對軸承表里滾道、翻滾體、外表及堅持架進行ART預處置運用壽數進步并不顯著.但這兩項技能聯系運用；可顯著延伸軸承運用壽數；油光滑實驗、軸承壽數比進步到3倍多.牢靠度值由97。9%進步到99。7%，脂光滑軸承、軸承根本額外壽數的實驗值進步到5倍多；運用壽數牢靠度值由77。44%進步到99。98%.
4、實驗定論的剖析
4-1 ：國家軸承質量監督查驗中間對ART技能預處置軸承的臺架比照實驗證明： 經ART預處置的軸承在ART光滑油或脂的光滑條件下可顯著延伸軸承運用壽數.
4-2 ：ART預處置后的軸承零件合套后的運用條件的不一樣；由ART孕育層轉變成類金屬陶瓷層的周期亦不一樣.這契合ART保層構成的準則；這些不一樣的運用條件包含：軸承的轉速、載荷巨細、光滑條件、溫度、ART粉體粒徑巨細及在油或脂中的含量；金屬沖突副的原料及外表的質量、硬度等等.
4-3 ：依據《翻滾軸承壽數及牢靠性實驗規程》JB/T50013-2000擬定的實驗條件；所獲得的定論是公平、客觀的.具有廣泛意義上的輔導價值，關于市場上繁繁種種的實踐運用條件而言；它是疲憊實驗機在特定的條件下得出的比照實驗定論；尚不能歸納各種軸承在實踐運用條件下的繁繁種種.已有事例證明：單一的ART處置或單一選用ART光滑油或脂也可顯著延伸沖突副的運用壽數.
結束語
經國家軸承質量監督查驗中間比照實驗剖析后的定論；金屬磨損自修正技能處置后的軸承其運用壽數可大幅進步；ART軸承代替進口成為可能；然后可晉升中國配備制作業的歸納水平；將發生宏大的經濟和社會效益.本著新技能的推行運用；也要用性價比進行考量的準則；咱們將與軸承制作業企業家、教授攜手協作；用最簡捷的辦法、最低的本錢、最棒的效益、最快的速度；一起打造“長壽數軸承”制作商.
在此；北京偉仕阿爾特、大連隆正偉仕真誠地向中國軸協的領導、教授、向國家軸承質量監督查驗中間、向中國軸承制作業的各位同仁表明誠心的感謝！
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