Wie verbessert man die Ermüdungsbeständigkeit und die Verschleißfestigkeit der Stahl-Kupfer-Verbund-Lagerplatte?

Verbesserung der Müdigkeitsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahlkoper-Verbundlagerplatte ist ein komplexes multidisziplinäres Problem, das umfassende Berücksichtigung aus mehreren Aspekten wie Materialdesign, Schnittstellenoptimierung, Herstellungsprozess und Oberflächenbehandlung erfordert. Im Folgenden sind einige spezifische Methoden und technische Wege aufgeführt:

1. Optimierung der Stärke der Schnittstellenbindungsfestigkeit
Grenzflächenmikrostrukturregelung: Die Grenzflächenbindungsfestigkeit zwischen Stahl und Kupfer beeinflusst direkt die Gesamtleistung des Verbundmaterials. Durch die Optimierung der Mikrostruktur an der Grenzfläche (z. B. die Verringerung der Porosität und die Vermeidung von Sprödungsphasenbildung) kann die Ermüdungsbeständigkeit erheblich verbessert werden.
Verfahren:
Während des explosiven Schweißverfahrens oder des heißen Rolling -Verbundprozesses steuern Sie die Temperatur, den Druck und die Kühlrate streng, um die metallurgische Bindung und nicht die mechanische Bindung zu fördern.
Einführung einer Zwischenübergangsschicht (wie Nickel, Titan oder Aluminium), um eine stabile intermetallische Verbindung durch Diffusionsreaktion zu bilden und die Grenzflächenbindungskraft zu verbessern.
Das Design der chemischen Zusammensetzung: Die Einführung einer angemessenen Menge an Legierungselementen (wie CR, MO, Al) in den Grenzflächenbereich kann die Grenzflächenstärke durch feste Lösungsstärkungsmechanismus oder die Ausfälligkeitsstärkungsmechanismus verbessern.
2. Wählen Sie die geeignete Kupferschichtdicke und -verteilung aus
Die Dicke der Kupferschicht hat einen wichtigen Einfluss auf die Ermüdungsbeständigkeit und den Verschleißfestigkeit der Verbundwerdenplatte. Eine zu dicke Kupferschicht kann zu einer unzureichenden Kapazität tragenden Kapazitäten führen, während eine zu dünne Kupferschicht die thermische Leitfähigkeit und den Schmierwirkung verringern kann.
Optimierungsstrategie:
Gemäß den tatsächlichen Arbeitsbedingungen wird das Verhältnis der optimalen Kupferschichtdicke durch Finite -Elemente -Analyse und experimentelle Überprüfung bestimmt.
Erhöhen Sie die Dicke der Kupferschicht in hohen Spannungsbereichen, um eine bessere Schmierungleistung zu erzielen, während die Kupferschichtdicke in niedrigen Spannungsbereichen reduziert wird, um die Kosten zu senken.
3.. Oberflächenmodifikationstechnologie
Die Oberflächenmodifikation ist eines der wichtigsten Mittel zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes. Durch die Anwendung einer Beschichtungs- oder Modifikationsbehandlung auf der Oberfläche der Kupferschicht können ihre tribologischen Eigenschaften erheblich verbessert werden.
Verfahren:
Laserverkleidung: Eine Schicht aus zementiertem Carbid (z. B. WC-CO) ist auf der Oberfläche der Kupferschicht verkleidet, um eine hohe Härte, hohe, hohe Oberflächenschicht zu bilden.
Nitriding -Behandlung: Ionennitring oder Gasnitring der Kupferschicht, um eine gehärtete Schicht zu bilden, um die Oberflächenhärte und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.


Plattierungstechnologie: Elektroplieren oder chemisch eine Schicht von Legierung auf Nickelbasis oder Chrombasis auf der Oberfläche der Kupferschicht, um die Oxidationsbeständigkeit und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Nanobeschichtung: Mithilfe einer physikalischen Dampfabscheidung (PVD) oder einer chemischen Dampfabscheidung (CVD) wird ein Hardfilm im Nano-Maßstab (wie Zinn, CRN) auf der Oberfläche abgelagert, um den Verschleißfestigkeit weiter zu verbessern.
4. Einführung von Verbundmaterialkonstruktionen
Die Einführung einer Verstärkungsphase (z. B. Kohlefaser, Graphen, Aluminiumoxidpartikel usw.) in die Kupferschicht kann ihre Festigkeit und den Verschleißfestigkeit effektiv verbessern.
Verfahren:
Hinzufügen von Graphen- oder Kohlenstoffnanoröhren zu der Kupfermatrix unter Verwendung der hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Schmiereigenschaften, um den Reibungskoeffizienten zu verringern und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Bereiten Sie Kupferbasis-Verbundmaterialien durch Pulvermetallurgie-Technologie vor und fügen Sie Keramikpartikel (wie sic, al₂o₃) hinzu, um die Härte und den Verschleißfestigkeit zu verbessern.
5. Optimierung des Herstellungsprozesses
Verschiedene Herstellungsprozesse haben erhebliche Auswirkungen auf die Leistung von Verbundlagern. Durch die Verbesserung des Herstellungsprozesses kann die Gesamtleistung des Materials verbessert werden.
Methoden:
Explosionsschweißen: Durch die präzise Kontrolle der Explosionsenergie und des Winkels ist die metallurgische Bindungsqualität der Stahlkoper-Grenzfläche sichergestellt.
Heißes Rollenverbund: Heißes Rollen wird unter hoher Temperatur und hohem Druck durchgeführt, um eine dichte metallurgische Bindung zwischen Stahl und Kupfer zu bilden und gleichzeitig interne Defekte zu beseitigen.
Anschließende Wärmebehandlung: Durch Tempern oder Alterungsbehandlung wird Reststress freigesetzt und die Ermüdungsresistenz des Materials verbessert.

Durch die umfassende Anwendung der oben genannten Methoden kann die Ermüdungsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit der Stahl-Kupfer-Verbundlagerplatte erheblich verbessert werden, um die hohen Leistungsanforderungen unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu erfüllen. Wenn für eine bestimmte Richtung eine detaillierte Diskussion erforderlich ist, können die Forschungsinhalte und die technischen Lösungen weiter verfeinert werden.