專利名稱：一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面摩擦磨損性能領(lǐng)域，特指一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法。
背景技術(shù)：
由于改進機械加工表面織構(gòu)可以提高機械零件的耐磨性、可靠性和使用壽命，而準(zhǔn)確地評價和表征表面織構(gòu)是其前提和基礎(chǔ)，正確地規(guī)定和控制表面織構(gòu)，其作用往往不亞于采用一種新材料和新結(jié)構(gòu)，有著重大的經(jīng)濟價值。表面織構(gòu)是由于在加工過程中，刀具或磨料與零件之間發(fā)生塑性變形和金屬撕裂，在零件的被加工表面上殘留下各種不同形狀和尺寸的微觀幾何形態(tài)。由于表面織構(gòu)不同，兩物體的接觸總是不連續(xù)的，表面織構(gòu)在評定摩擦磨損中有重要的意義。因此對表面織構(gòu)特征識別和評定的研究及如何確定影響摩擦的最基本的織構(gòu)參數(shù)越來越為工程技術(shù)界所重視，也一直是摩擦學(xué)、表面工程學(xué)等領(lǐng)域研究的重要課題之一。近年來隨著測試技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對不同加工方法的表面織構(gòu)進行了較深入的描述，共同的愿望就是想通過對其研究來尋找摩擦磨損的特性。不同的加工機理有各自的微觀織構(gòu)，其表面的接觸性質(zhì)不同，摩擦學(xué)特性也不同。本發(fā)明針對這一問題， 開發(fā)出一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法。經(jīng)過查詢，未見有相關(guān)專利發(fā)表。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法。其特征在于將45號碳素鋼表面進行刨削加工得到粗糙度為Ra3. 2的表面；再進行調(diào)質(zhì)處理，將長 IOOmmX寬85mmX高20mm工件加熱到840°C保溫2小時，然后迅速放入10%鹽水溶液中進行冷淬，使之完全淬透，再對工件進行高溫回火處理，560°C保溫1. 5小時，得到的45號碳素鋼硬度為35HRC左右；最后將處理過的45號碳素鋼加工成尺寸為長22mmX寬20mmX高 4mm的試件。摩擦試驗前，須用酒精順著紋理的方向擦拭試件表面，摩擦過程中用潤滑油對表面進行潤滑。摩擦磨損試驗在多功能摩擦磨損試驗機上進行，采用往復(fù)式摩擦方式，設(shè)定加載載荷為IOOg 400g，設(shè)定時間為300s，分別得到載荷與磨痕深度、載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線。當(dāng)載荷為IOOg 250g時，隨著載荷的增加，磨損量逐漸增加，摩擦系數(shù)增大；當(dāng)載荷在250g 400g的時，磨損量呈緩慢增長趨勢，摩擦系數(shù)開始下降。當(dāng)載荷在400g時， 試件的摩擦系數(shù)最小，試件的耐磨性能和減磨性能明顯提高。


圖1不同載荷下的磨痕深度曲線從圖1可見，在潤滑的情況下，當(dāng)載荷為IOOg 250g時，隨著載荷的增加，磨損量逐漸增加，摩擦系數(shù)增大；當(dāng)載荷在250g 400g的時，磨損量呈緩慢增長趨勢，摩擦系數(shù)開始下降。
圖2不同載荷下的摩擦系數(shù)曲線從圖2中可以看到，外界載荷的變化對摩擦系數(shù)有一定的影響。在頻率相同的情況下，隨著外界載荷的增大，大于250g后，摩擦系數(shù)呈現(xiàn)出減小的趨勢，當(dāng)載荷在400g時， 試件的摩擦系數(shù)最小。
具體實施例方式實施例1 將45號碳素鋼表面進行刨削加工得到粗糙度為Ra3. 2的表面；再進行調(diào)質(zhì)處理， 將長IOOmmX寬85mmX高20mm工件加熱到840°C保溫2小時，然后迅速放入10%鹽水溶液中進行冷淬，使之完全淬透，再對工件進行高溫回火處理，560°C保溫1. 5小時，得到的45號碳素鋼硬度為35HRC左右；最后將處理過的45號碳素鋼加工成尺寸為長22mmX寬20mmX 高4mm的試件。摩擦試驗前，須用酒精順著紋理的方向擦拭試件表面，摩擦過程中用潤滑油對表面進行潤滑。摩擦磨損試驗在多功能摩擦磨損試驗機上進行，采用往復(fù)式摩擦方式，設(shè)定加載載荷為100g，設(shè)定時間為300s，分別得到載荷與磨痕深度、載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線。從圖1，圖2中可以看到，當(dāng)載荷為IOOg時，平均磨痕深度為2. 35 μ m，平均摩擦系數(shù)約為0.15，摩擦磨損性能一般。實施例2:將45號碳素鋼進行刨削加工，得到粗糙度為Ra3. 2的波狀表面紋理；再進行調(diào)質(zhì)處理，將長IOOmmX寬85_X高20mm工件加熱到840°C保溫2小時，然后迅速放入10%鹽水溶液中進行冷淬，使之完全淬透，再對工件進行高溫回火處理，560°C保溫1. 5小時，得到的45號碳素鋼硬度為35HRC左右；最后將處理過的45號碳素鋼加工成尺寸為長22mmX寬 20mmX高4mm的試件。摩擦試驗前，須用酒精順著紋理的方向擦拭試件表面，摩擦過程中用潤滑油對表面進行潤滑。摩擦磨損試驗在多功能摩擦磨損試驗機上進行，采用往復(fù)式摩擦方式，設(shè)定加載載荷為250g，設(shè)定時間為300s，分別得到載荷與磨痕深度、載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線。從圖1，圖2中可以看到，當(dāng)載荷為250g時，磨損量變大，平均磨痕深度為 3. 56 μ m，但平均摩擦系數(shù)有所降低，約為0. 12。實施例3:將45號碳素鋼進行刨削加工，得到粗糙度為Ra3. 2的波狀表面紋理；再進行調(diào)質(zhì)處理，將長IOOmmX寬85_X高20mm工件加熱到840°C保溫2小時，然后迅速放入10%鹽水溶液中進行冷淬，使之完全淬透，再對工件進行高溫回火處理，560°C保溫1. 5小時，得到的45號碳素鋼硬度為35HRC左右；最后將處理過的45號碳素鋼加工成尺寸為長22mmX寬 20mmX高4mm的試件。摩擦試驗前，須用酒精順著紋理的方向擦拭試件表面，摩擦過程中用潤滑油對表面進行潤滑。摩擦磨損試驗在多功能摩擦磨損試驗機上進行，采用往復(fù)式摩擦方式，設(shè)定加載載荷為400g，設(shè)定時間為300s，分別得到載荷與磨痕深度、載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線。從圖1，圖2中可以看到，當(dāng)載荷為400g時，平均磨痕深度為3. 60 μ m，平均摩擦系數(shù)約為0.07。此時，磨損量的增加很緩慢，趨于穩(wěn)定，而摩擦系數(shù)則顯著降低。因此，當(dāng)載荷處于400g時，試件的摩擦系數(shù)最小，試件的耐磨性能和減磨性能明顯提高。
權(quán)利要求
1.一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法，其特征在于將45號碳素鋼表面進行刨削加工得到粗糙度為Ra3. 2的表面；再進行調(diào)質(zhì)處理，將長IOOmmX寬85mmX 高20mm工件加熱到840°C保溫2小時，然后迅速放入10%鹽水溶液中進行冷淬，使之完全淬透，再對工件進行高溫回火處理，560°C保溫1. 5小時，得到的45號碳素鋼硬度為35HRC 左右；最后將處理過的45號碳素鋼加工成尺寸為長22mmX寬20mmX高4mm的試件；摩擦試驗前，須用酒精順著紋理的方向擦拭試件表面，摩擦過程中用潤滑油對表面進行潤滑；摩擦磨損試驗在多功能摩擦磨損試驗機上進行，采用往復(fù)式摩擦方式，設(shè)定加載載荷為 IOOg 400g，設(shè)定時間為300s，分別得到載荷與磨痕深度、載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法，當(dāng)載荷在400g時，試件的摩擦系數(shù)最小，試件的耐磨性能和減磨性能明顯提高。
全文摘要
一種通過改變加載載荷提高表面摩擦磨損性能的方法，屬于表面摩擦磨損性能領(lǐng)域，將45號碳素鋼表面進行刨削加工得到粗糙度為Ra3.2的表面；再進行調(diào)質(zhì)處理，將長100mm×寬85mm×高20mm工件加熱到840℃保溫2小時，然后迅速放入10％鹽水溶液中進行冷淬，使之完全淬透，再對工件進行高溫回火處理，560℃保溫1.5小時，得到45號碳素鋼硬度為35HRC左右；最后將處理過的45號碳素鋼加工成尺寸為長22mm×寬20mm×高4mm的試件。對試件進行摩擦試驗，設(shè)定加載載荷為100g～400g，設(shè)定時間為300s，當(dāng)載荷在400g時，試件的摩擦系數(shù)最小，試件的耐磨性能和減磨性能明顯提高。
文檔編號G01N3/56GK102435519SQ20111028948
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者劉光磊, 司乃潮, 司松海, 楊道清, 王懷慶 申請人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司