鐵基粉末冶金含油軸承,因其強(qiáng)度、硬度較高,耐高溫、耐磨性好,價格便宜等優(yōu)點,應(yīng)用十分廣泛。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,在一些對性能要求較高的場合,粉末冶金含油軸承會出現(xiàn)硬度、強(qiáng)度不足,易破損等問題,盡管可以通過增加產(chǎn)品密度的方法來改善其力學(xué)性能,但材料的含油率會隨之下降,潤滑效果減弱。針對這一現(xiàn)狀,本論文從孔隙的角度出發(fā),對鐵基粉末冶金含油軸承材料進(jìn)行分層設(shè)計,制備基體致密高強(qiáng)、表層多孔含油的復(fù)層鐵基粉末冶金材料。利用力學(xué)性能、摩擦磨損試驗等,探討孔隙變化對復(fù)層材料性能的影響規(guī)律,以及減摩耐磨機(jī)理。研究結(jié)果表明：隨著硬脂酸鋅含量的增加,表層的含油率明顯上升,含油量增加,有助于改善復(fù)層材料的摩擦學(xué)性能,但是當(dāng)孔隙率過高時,材料的力學(xué)性能下降,孔隙邊緣更容易發(fā)生顆粒脫落現(xiàn)象,加劇了材料的磨損,當(dāng)表層硬脂酸鋅含量為1.6%時摩擦學(xué)性能較好；在確定硬脂酸鋅含量的基礎(chǔ)上,微調(diào)表層中TiH2的含量,有助于提升材料的力學(xué)性能和含油率,而且燒結(jié)過程中產(chǎn)生的TiC等硬質(zhì)相會有效提高材料的耐磨性能；確定表層和基體的最佳配方之后,調(diào)整表層的厚度,發(fā)現(xiàn)隨著表層厚度的逐漸增加,表層的硬度逐漸下降、含油率有所上升,而基體的硬度變化不大,材料摩擦學(xué)性能先隨表層厚度增加而變好后逐漸變差,當(dāng)表層厚度達(dá)到50%時,整體的摩擦學(xué)性能最好,耐磨性能顯著。通過與單層材料以及現(xiàn)有材料進(jìn)行變速度、變載荷試驗后發(fā)現(xiàn),復(fù)層材料由于含油率較高,供油充分,加上基體的支撐作用,使其具有較好的減摩耐磨性能,明顯優(yōu)于單層材料和現(xiàn)有材料；可以承受更高的試驗速度和載荷。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TF125.6
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 含油軸承概述
    1.2 含油軸承的工作原理
    1.3 孔隙在含油軸承中的作用
        1.3.1 孔隙的形成
        1.3.2 孔隙對材料性能的影響
        1.3.3 孔隙率的測量
    1.4 鐵基含油軸承的主要失效形式
        1.4.1 磨損失效
        1.4.2 疲勞失效
    1.5 復(fù)層粉末冶金材料的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 層粉末冶金材料的研究
        1.5.2 梯度復(fù)層材料的研究
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 配方設(shè)計與試樣制備
    2.1 試驗材料
    2.2 配方設(shè)計
        2.2.1 基體配方
        2.2.2 表層配方
        2.2.3 復(fù)層材料表層厚度的確定
    2.3 試樣制備
    2.4 性能測試
        2.4.1 密度、孔隙度和含油率測試
        2.4.2 力學(xué)性能測試
        2.4.3 摩擦學(xué)性能測試
        2.4.4 粉末冶金材料微觀檢測分析
第三章 復(fù)層材料性能隨孔隙的變化
    3.1 硬脂酸鋅含量對復(fù)層材料性能的影響
        3.1.1 硬脂酸鋅含量對材料燒結(jié)前后密度的影響
        3.1.2 硬脂酸鋅含量對材料含油率和組織性能的影響
        3.1.3 硬脂酸鋅含量對材料力學(xué)性能的影響
        3.1.4 硬脂酸鋅含量對復(fù)層材料摩擦學(xué)性能的影響
2含量對復(fù)層材料性能的影響'>    3.2 TiH₂含量對復(fù)層材料性能的影響
2含量對燒結(jié)前后密度的影響'>        3.2.1 TiH₂含量對燒結(jié)前后密度的影響
2含量對復(fù)層材料含油率和顯微組織的影響'>        3.2.2 TiH₂含量對復(fù)層材料含油率和顯微組織的影響
2含量對復(fù)層材料力學(xué)性能的影響'>        3.2.3 TiH₂含量對復(fù)層材料力學(xué)性能的影響
2含量對復(fù)層材料摩擦學(xué)性能的影響'>        3.2.4 TiH₂含量對復(fù)層材料摩擦學(xué)性能的影響
    3.3 本章小結(jié)
第四章 復(fù)層材料表層厚度的確定
    4.1 表層厚度對復(fù)層試樣燒結(jié)前后密度的影響
    4.2 表層厚度對復(fù)層試樣含油率的影響
    4.3 表層厚度對復(fù)層試樣力學(xué)性能的影響
        4.3.1 不同表層厚度的力學(xué)性能模擬分析
        4.3.2 不同表層厚度對硬度的影響
    4.4 不同表層厚度對復(fù)層材料摩擦學(xué)性能的影響
        4.4.1 定載荷試驗
        4.4.2 逐級加載試驗
    4.5 本章小結(jié)
第五章 復(fù)層材料的性能對比試驗
    5.1 三種材料燒結(jié)前后的密度分析
    5.2 三種材料的含油率分析
    5.3 三種材料的硬度分析
    5.4 三種材料的定載荷變速度試驗
    5.5 三種材料的定速度變載荷試驗
        5.5.1 逐級加載方式1下的摩擦學(xué)性能分析
        5.5.2 逐級加載方式2下的摩擦學(xué)性能分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況

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本文編號：2831405