金属磨损自修复技术与-常规金属抗磨减磨及修复技术的主要区别课件.ppt
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- 金属 磨损 修复 技术 常规 抗磨减磨 主要 区别 课件
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1、_与常规金属抗磨减摩及修复技术的与常规金属抗磨减摩及修复技术的主要区别主要区别l涉及术语的基本概念:l抗磨是指摩擦副在摩擦条件下的耐摩擦或抗摩擦性质,主要由耐磨材料的硬度决定,主要技术途径是硬化摩擦面。减摩是指减少摩擦副之间干摩擦条件,主要由减摩介质的摩擦系数所决定,目前主要技术途径是机油等油性物质或精加工摩擦面。修复技术是指摩擦副之间因磨损造成种种磨损创面或磨损沟壑后,能够予以修复的技术。目前国内和世界上各种金属抗磨减摩及修复技术目前国内和世界上各种金属抗磨减摩及修复技术及其产品种类繁多,缺乏通用和权威的可比性,既便及其产品种类繁多,缺乏通用和权威的可比性,既便有可对比的参数,由于使用环境较
2、为复杂也不便作为有可对比的参数,由于使用环境较为复杂也不便作为评估标准。金属表面再生磨损自修复技术(简称评估标准。金属表面再生磨损自修复技术(简称自修复自修复技术)的特殊性能,又使其从材料制作、技术工艺、技术)的特殊性能,又使其从材料制作、技术工艺、应用都不同于许多现已知的各种金属抗磨减摩、修复应用都不同于许多现已知的各种金属抗磨减摩、修复技术及其产品。我们试从不同的角度,与同类型的金技术及其产品。我们试从不同的角度,与同类型的金属抗磨减摩及修复技术及其产品进行一些定性的评价属抗磨减摩及修复技术及其产品进行一些定性的评价比较,仅供用户根据自已的专业需要参考:比较,仅供用户根据自已的专业需要参考
3、:评价角度评价角度一、一、工工程程定定位位 二、二、抗抗磨磨减减摩摩及及修修复复效效果果三、三、作作用用介介质质 四、四、作作用用机机理理 五、五、抗抗磨磨减减摩摩及及修修复复综综合合技技术术指指标标 六、六、抗抗磨磨减减摩摩及及修修复复方方法法 七、七、原原料料及及产产品品成成份份八、八、综综合合效效益益 九、九、应应用用领领域域内内的的贡贡献献率率或或复复盖盖率率 工程定位工程定位 抗磨减摩途径抗磨减摩途径技术手段技术手段效果效果 DFRDFR材料材料(表面工程技术中的表(表面工程技术中的表面改性技术面改性技术)利用现代技术改变材料表面、利用现代技术改变材料表面、亚表面层的成分、结构和性亚
4、表面层的成分、结构和性能的处理技术。是目前金属能的处理技术。是目前金属抗磨减摩正在研究阶段的最抗磨减摩正在研究阶段的最新技术途径。新技术途径。表面形变强化、表面相变表面形变强化、表面相变强化、离子注入、表面扩强化、离子注入、表面扩散渗入、化学转化、电化散渗入、化学转化、电化学转化等。学转化等。自修复自修复技术为技术为力化学转化的技术手段。力化学转化的技术手段。大幅度提高材料表面性能大幅度提高材料表面性能如硬度、耐磨性、耐腐蚀如硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。性等。薄膜技术薄膜技术 利用物理、化学手段将固体利用物理、化学手段将固体表面涂覆一层特殊性能的薄表面涂覆一层特殊性能的薄膜。膜。主要分为物理吸附
5、膜、化学主要分为物理吸附膜、化学吸附膜、化学反应膜。是目吸附膜、化学反应膜。是目前金属抗磨减摩新研究的技前金属抗磨减摩新研究的技术途径,已有多种成熟产品。术途径,已有多种成熟产品。从阴极电弧镀、磁控溅射、从阴极电弧镀、磁控溅射、等离子体增强化学气相沉等离子体增强化学气相沉积、热丝化学气相沉积、积、热丝化学气相沉积、直流等离子体化学气相沉直流等离子体化学气相沉积、化学镀技术为代表的积、化学镀技术为代表的薄膜技术。薄膜技术。能在润滑面之间,形成一能在润滑面之间,形成一种柔韧的金属化合物,牢种柔韧的金属化合物,牢固的吸附在金属摩擦表面,固的吸附在金属摩擦表面,形成一层自润性能的保护形成一层自润性能的
6、保护膜,在润滑过程中能自动膜,在润滑过程中能自动沉积摩擦面,具有耐磨损、沉积摩擦面,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导碰、绝防辐射、导电、导碰、绝缘。缘。润滑介质技术润滑介质技术 通过油介质达到减摩、抗磨、通过油介质达到减摩、抗磨、清洗、降温综合作用。是目清洗、降温综合作用。是目前金属抗磨减摩的主要技术前金属抗磨减摩的主要技术途径。途径。大多数添加剂是极性物质,大多数添加剂是极性物质,在润滑过程中,极性物质在润滑过程中,极性物质与金属表面反应,可生成与金属表面反应,可生成化学吸附膜。化学吸附膜。形成油性膜具有一定的抗形成油性膜具有一定的抗磨减摩效果磨减
7、摩效果一、一、DFRDFR自修复自修复技术工程定位技术工程定位工程定位工程定位 修复效果修复效果 抗磨减摩效果抗磨减摩效果 存在问题存在问题 DFR DFR材料材料(表面工程技术中(表面工程技术中的表面改性技术的表面改性技术)可修复的磨损创面不限,可修复的磨损创面不限,生成厚度可达生成厚度可达110110徽米,徽米,可修复相同厚度的磨损沟可修复相同厚度的磨损沟硬度提高硬度提高HV760HV760以上以上干摩擦条件下小于干摩擦条件下小于0.0070.007(0.003 0.003 0.007 0.007)如部件的摩擦副内部存在如部件的摩擦副内部存在裂缝或加工缺陷,可能会裂缝或加工缺陷,可能会因摩
8、擦系数急速下降、缸因摩擦系数急速下降、缸压增加、动力增大或速度压增加、动力增大或速度加快,使内部存在裂缝或加快,使内部存在裂缝或加工缺陷提前暴露。加工缺陷提前暴露。薄膜技术薄膜技术 镀膜吸附力有限,可修复镀膜吸附力有限,可修复的磨损创面有限,生成厚的磨损创面有限,生成厚度有限。度有限。硬度也提高硬度也提高HV500HV500以上以上在强摩擦和高温条件下,在强摩擦和高温条件下,可造成修复层或保护层脱可造成修复层或保护层脱落,且因其形成膜的物理落,且因其形成膜的物理硬度不够,最终出现磨损硬度不够,最终出现磨损创面加大加深,磨损物增创面加大加深,磨损物增多,从而堵塞油路,拉缸多,从而堵塞油路,拉缸抱
9、瓦。抱瓦。润滑介质技术润滑介质技术 无修复能力,但可形成油无修复能力,但可形成油性保护膜。性保护膜。能明显改善高速滑动重负能明显改善高速滑动重负荷下金属抗擦伤能力。荷下金属抗擦伤能力。由于同类产品多采用树脂由于同类产品多采用树脂类化合物,在高温、高压、类化合物,在高温、高压、强摩擦状态下,脱落和磨强摩擦状态下,脱落和磨损物增加更多,从而堵塞损物增加更多,从而堵塞油路,拉缸抱瓦。油路,拉缸抱瓦。工程定位工程定位 介质性质介质性质介质的作用介质的作用抗磨减摩及修复效果抗磨减摩及修复效果DFRDFR材料材料(表面工程技术中的(表面工程技术中的表面改性技术表面改性技术)基础机油基础机油 将将自修复自修
10、复材料带入摩材料带入摩擦副,降温。擦副,降温。具有极佳抗磨减摩及具有极佳抗磨减摩及修复的综合效果。修复的综合效果。薄膜技术薄膜技术 添加剂改性机油添加剂改性机油 添加一些剂极性物质,添加一些剂极性物质,在润滑过程中,极性在润滑过程中,极性物质与金属表面反应,物质与金属表面反应,可生成化学吸附膜。可生成化学吸附膜。具有较好的抗磨减摩具有较好的抗磨减摩的效果,有一定的修的效果,有一定的修复能力。复能力。润滑介质技术润滑介质技术 基础机油和添加剂改基础机油和添加剂改性机油性机油 抗磨、润滑、清洗、抗磨、润滑、清洗、降温降温仅有减摩效果,有一仅有减摩效果,有一定的抗磨效果,没有定的抗磨效果,没有修复功
11、能。修复功能。工程定位工程定位 生成机理生成机理 摩擦副表面性质摩擦副表面性质表现效果表现效果DFRDFR材料材料(表面(表面工程技术中的表面工程技术中的表面改性技术改性技术)在机械和热作用下形成有空键的在机械和热作用下形成有空键的化合物化合物SiSi-O O-(-(空键空键)、SiSi-O O-OHOH-(空键空键 )等并释放出水。由于形等并释放出水。由于形成水时氢的吸附作用,促进了化成水时氢的吸附作用,促进了化学键置换过程并形成了新键学键置换过程并形成了新键SiSi-O O-OHOH、SiSi-O O-FeFe等。等。形成类金属陶瓷层,将摩形成类金属陶瓷层,将摩擦副之间的金属金属、擦副之间
12、的金属金属、金属化合物膜层摩擦,金属化合物膜层摩擦,转变为金属陶瓷层金属转变为金属陶瓷层金属陶瓷层摩擦。陶瓷层摩擦。从根本上改变金属摩擦机从根本上改变金属摩擦机制,具备低制,具备低摩擦系数、抗强摩擦、耐摩擦系数、抗强摩擦、耐高温、耐腐蚀等优异性能。高温、耐腐蚀等优异性能。薄膜技术薄膜技术 添加一些剂极性物质,在润滑过添加一些剂极性物质,在润滑过程中,极性物质与金属表面反应,程中,极性物质与金属表面反应,可生成化学吸附膜。化学吸附膜可生成化学吸附膜。化学吸附膜是添加剂与金属表面以化学键形是添加剂与金属表面以化学键形式连接生成金属皂。式连接生成金属皂。可制备可制备TiNTiN、TiCTiC、TiC
13、NTiCN、TiAINTiAIN、DLCDLC(类金刚石)、类金刚石)、金刚石、透明金刚石、透明Al2O3Al2O3、Ni-PNi-P、CuCu、AgAg等多种金属及化合等多种金属及化合物涂层及其多层复合涂层。物涂层及其多层复合涂层。形成金属金属、金属形成金属金属、金属化合物膜层摩擦。化合物膜层摩擦。有效减轻汽车发动机内部有效减轻汽车发动机内部的磨损,改善在高温和高的磨损,改善在高温和高载荷条件下的润滑性能提载荷条件下的润滑性能提高无卡咬负荷(高无卡咬负荷(PBPB)、)、烧烧结负荷(结负荷(PDPD)和抗胶合性。和抗胶合性。润滑介质技术润滑介质技术 对机油进行改性,增强机油膜的对机油进行改性
14、,增强机油膜的载荷能力和耐高温能力,保持油载荷能力和耐高温能力,保持油性的摩擦系数,以保持减摩作用。性的摩擦系数,以保持减摩作用。形成油性膜形成油性膜摩擦系数只能在摩擦系数只能在0.030.03数量数量级,载荷能力和耐高温能级,载荷能力和耐高温能力存在极限。力存在极限。金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副机油介质机油介质凹凸面凹凸面形成摩擦和磨损形成摩擦和磨损微观条件下金属摩擦副间摩擦形态微观条件下金属摩擦副间摩擦形态金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副机油介质机油介质凹凸面凹凸面形成摩擦和磨损形成摩擦和磨损微观条件下润滑介质技术的金属摩擦副间抗磨减摩机理微观条件下润滑介质技术的金属摩
15、擦副间抗磨减摩机理 摩擦副在局部高压高温下,润滑油介质添摩擦副在局部高压高温下,润滑油介质添加剂分解出硫、磷、氯等极性物质、这些极性加剂分解出硫、磷、氯等极性物质、这些极性物质与金属反应,生成了抗压强度高和抗剪切物质与金属反应,生成了抗压强度高和抗剪切强度低的反应膜,将摩擦副两基体金属隔开,强度低的反应膜,将摩擦副两基体金属隔开,防止胶合的发生。运动过程中,接触着的凸峰防止胶合的发生。运动过程中,接触着的凸峰一层一层的被磨掉,尖峰不断降低,接触面积一层一层的被磨掉,尖峰不断降低,接触面积不断扩大,降低了接触应力,表面逐渐趋向光不断扩大,降低了接触应力,表面逐渐趋向光滑,改善了润滑状态,由边界润
16、滑逐渐过渡到滑,改善了润滑状态,由边界润滑逐渐过渡到混和润滑和部分弹流润滑。混和润滑和部分弹流润滑。润滑介质技术金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副机油介质机油介质凹凸面凹凸面微观条件下润滑介质技术金属抗磨减摩存在问题微观条件下润滑介质技术金属抗磨减摩存在问题润滑介质技术摩擦系数只能在摩擦系数只能在0.030.03数量级,载荷能数量级,载荷能力和耐高温能力存在极限。力和耐高温能力存在极限。金属摩擦副金属摩擦副机油介质凹凸面微观条件下薄膜技术金属摩擦副间抗磨机理微观条件下薄膜技术金属摩擦副间抗磨机理镀膜技术只能沿摩擦副凹凸面产生吸附膜,只能沿摩擦副凹凸面产生吸附膜,对其凹凸面加以强化或保护,
17、但不对其凹凸面加以强化或保护,但不能解决摩擦副凹凸面平整修复问题。能解决摩擦副凹凸面平整修复问题。金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副机油介质机油介质凹凸面微观条件下薄膜技术金属抗磨减摩及修复存在问题微观条件下薄膜技术金属抗磨减摩及修复存在问题镀膜技术在高温、强摩擦条件下易脱落,在高温、强摩擦条件下易脱落,金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副金属摩擦副机油介质凹凸面凹凸面微观条件下薄膜技术金属摩擦副间抗磨机理微观条件下薄膜技术金属摩擦副间抗磨机理镀膜技术镀膜技术膜层在高温、强摩擦条件下脱落后,因其形成膜的物理硬度不够,最膜层在高温、强摩擦条件下脱落后,因其形成膜的物理硬度不够,最终出现磨损创面加
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