การปรับปรุงความต้านทานความเหนื่อยล้าและความต้านทานการสึกหรอของ แผ่นแบริ่งคอมโพสิตเหล็กกล้า เป็นปัญหาสหสาขาวิชาชีพที่ซับซ้อนซึ่งต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมจากหลาย ๆ ด้านเช่นการออกแบบวัสดุการเพิ่มประสิทธิภาพส่วนต่อประสานกระบวนการผลิตและการรักษาพื้นผิว ต่อไปนี้เป็นวิธีการเฉพาะและเส้นทางทางเทคนิค:
1. การเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแรงของพันธะอินเตอร์เฟส
การควบคุมโครงสร้างจุลภาคอินเตอร์เฟส: ความแข็งแรงของพันธะอินเตอร์เฟสระหว่างเหล็กและทองแดงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุคอมโพสิต โดยการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคที่อินเทอร์เฟซ (เช่นการลดความพรุนและการหลีกเลี่ยงการก่อตัวของเฟสที่เปราะ) ความต้านทานความเหนื่อยล้าสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ
วิธี:
ในระหว่างการเชื่อมระเบิดหรือกระบวนการคอมโพสิตแบบกลิ้งร้อนควบคุมอุณหภูมิความดันและอัตราการระบายความร้อนอย่างเคร่งครัดเพื่อส่งเสริมพันธะโลหะมากกว่าการยึดติดทางกล
แนะนำเลเยอร์การเปลี่ยนแปลงระดับกลาง (เช่นนิกเกิล, ไทเทเนียมหรืออลูมิเนียม) เพื่อสร้างสารประกอบ intermetallic ที่เสถียรผ่านปฏิกิริยาการแพร่กระจายและเพิ่มแรงเชื่อมต่ออินเตอร์เฟส
การออกแบบองค์ประกอบทางเคมี: การแนะนำองค์ประกอบการผสมที่เหมาะสม (เช่น Cr, Mo, AL) ในพื้นที่อินเตอร์เฟสสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของอินเทอร์เฟซผ่านการเสริมความแข็งแรงของสารละลายที่เป็นของแข็งหรือกลไกการเสริมสร้างการตกตะกอน
2. เลือกความหนาและการกระจายของชั้นทองแดงที่เหมาะสม
ความหนาของชั้นทองแดงมีอิทธิพลสำคัญต่อความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าและความต้านทานการสึกหรอของแผ่นแบริ่งคอมโพสิต ชั้นทองแดงหนาเกินไปอาจนำไปสู่ความสามารถในการรับน้ำหนักที่ไม่เพียงพอในขณะที่ชั้นทองแดงที่บางเกินไปอาจลดค่าการนำความร้อนและผลการหล่อลื่น
กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพ:
ตามสภาพการทำงานจริงอัตราส่วนความหนาของชั้นทองแดงที่ดีที่สุดจะถูกกำหนดผ่านการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด และการตรวจสอบการทดลอง
เพิ่มความหนาของชั้นทองแดงในพื้นที่ความเครียดสูงเพื่อให้ประสิทธิภาพการหล่อลื่นที่ดีขึ้นในขณะที่ลดความหนาของชั้นทองแดงในพื้นที่ความเครียดต่ำเพื่อลดต้นทุน
3. เทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิว
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวเป็นหนึ่งในวิธีสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ โดยการใช้การเคลือบหรือปรับเปลี่ยนการรักษาบนพื้นผิวของชั้นทองแดงคุณสมบัติของ tribological สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ
วิธี:
การหุ้มด้วยเลเซอร์: ชั้นของคาร์ไบด์ซีเมนต์ (เช่น WC-CO) สวมชุดบนพื้นผิวของชั้นทองแดงเพื่อสร้างชั้นพื้นผิวที่มีความทนทานสูงและทนต่อการสวมใส่สูง
การรักษาด้วยไนเตรท: ไอออนไนไตรด์หรือก๊าซไนเตรทของชั้นทองแดงเพื่อสร้างชั้นแข็งเพื่อปรับปรุงความแข็งของพื้นผิวและความต้านทานการสึกหรอ
เทคโนโลยีการชุบ: การชุบด้วยไฟฟ้าหรือการชุบทางเคมีของอัลลอยที่ใช้นิกเกิลหรือโครเมียมบนพื้นผิวของชั้นทองแดงเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการสึกหรอ
การเคลือบนาโน: การใช้การสะสมไอทางกายภาพ (PVD) หรือเทคโนโลยีการสะสมไอสารเคมี (CVD), ฟิล์มแข็งระดับนาโน (เช่น TIN, CRN) วางอยู่บนพื้นผิวเพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ
4. แนะนำการออกแบบวัสดุคอมโพสิต
การแนะนำขั้นตอนการเสริมแรง (เช่นคาร์บอนไฟเบอร์, กราฟีน, อนุภาคอลูมินา ฯลฯ ) ลงในชั้นทองแดงสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมีประสิทธิภาพ
วิธี:
การเพิ่มกราฟีนหรือท่อนาโนคาร์บอนลงในเมทริกซ์ทองแดงโดยใช้คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติการหล่อลื่นเพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ
เตรียมวัสดุคอมโพสิตที่ใช้ทองแดงผ่านเทคโนโลยีผงโลหะและเพิ่มอนุภาคเซรามิก (เช่น SIC, Al₂o₃) เพื่อเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ
5. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต
กระบวนการผลิตที่แตกต่างกันมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของแผ่นแบริ่งคอมโพสิต โดยการปรับปรุงกระบวนการผลิตประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุสามารถปรับปรุงได้
วิธีการ:
การเชื่อมระเบิด: โดยการควบคุมพลังงานและมุมการระเบิดอย่างแม่นยำทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพพันธะโลหะของอินเทอร์เฟซเหล็กกล้าจะถูกทำให้มั่นใจได้
คอมโพสิตกลิ้งร้อน: การกลิ้งร้อนจะดำเนินการภายใต้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูงเพื่อสร้างพันธะโลหะหนาแน่นระหว่างเหล็กและทองแดงในขณะที่กำจัดข้อบกพร่องภายใน
การรักษาด้วยความร้อนที่ตามมา: ผ่านการหลอมหรือการรักษาริ้วรอยความเครียดที่เหลือจะถูกปล่อยออกมาและความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าของวัสดุได้รับการปรับปรุง
ผ่านการประยุกต์ใช้วิธีการข้างต้นอย่างครอบคลุมความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าและความต้านทานการสึกหรอของแผ่นแบริ่งคอมโพสิตคอมโพสิตเหล็กสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญเพื่อตอบสนองความต้องการประสิทธิภาพสูงภายใต้สภาพการทำงานที่แตกต่างกัน หากจำเป็นต้องมีการอภิปรายอย่างละเอียดสำหรับทิศทางที่เฉพาะเจาะจงเนื้อหาการวิจัยและโซลูชั่นทางเทคนิคสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้