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终生更换齿轮到是个不错的方法,但增加了厂家的成本和用户的设备维修费用,现行的齿轮多采用低碳结构钢\低碳合金结构钢等,齿轮的受力特点:高的接触疲劳极限,抗弯强度,高的耐磨性,足够的冲击韧性等.表面处理工艺,只限于完全可以弥补齿轮热处理的工艺的不足. % I: z3 L% ^& C0 q8 D, _, |3 Y
现行的表面处理工艺(不对齿轮而言,是泛指)形成的表面涂层也是多种多样,我们按照表面处理技术的历史选择三类具有代表性的涂层,但处理成本很高,有一定的局限性... " @" e; |% m8 A( x) \) ?7 g0 i* W
氮化钛膜 类金刚石膜 非晶金刚石膜 氮化钛膜 类金刚石膜 非晶金刚石膜
# h( ^) [6 x' a. d6 hTiN DLC ta-C
3 l. l8 U9 d" C- i7 }' Z n技术历史 40年 20年 5年/ d2 g: X+ T* a
硬度HV 2400 2000~6000 7000~8500: [- z, x' W- x' N0 o
成膜技术 化学气相沉积 化学气相沉积 滤质阴极真空电弧0 t. ]; n9 W1 F$ u% a* Z
成膜温度 500℃ 500℃ <80℃7 y- H0 L7 f5 ~: i9 I0 |
膜层厚度范围 1~7um 0.5~4um 0.002~2um. c! R% b! u% q
表面摩擦系数 0.55 0.15 0.08 ~$ g% v. ]# @
膜基结合力 低 低 高9 G- z) t7 l5 Z0 H# k: L
工作环境最高温度 600℃ 400~600℃ 600℃
; U1 l- P' S' j, O7 k2 R耐腐蚀性 较好 较好 好
5 |- M, n8 w9 c. T3 f, R装饰性 好 较好 一般
( K1 a* a. t3 r% d. W; \% b价格 较低 较高 较高 / ?2 t; o1 A: {0 w2 @8 x
, W, e8 n4 S' b; D; ~* l# u
2 c' f q; @( [9 M8 E$ }" h- X. n 齿轮耐磨涂层的对比实验报告
) O. u' U8 B1 E3 T- o4 b( 按列宁格勒机械学院 M82B-3214 合同完成 ) . I8 z( G% z5 Z7 [" T/ s! x* U
1. 齿轮涂层方案: + N' s. F: w. J8 a
表1 - j" d7 e, n- O5 C- K; l
7 c4 }3 r- S% A X2 Y! M) h& k. J# f1 |1 N& c$ N
$ b" E( l6 `$ \* N6 g" I$ u2 o| 0 Q) u' d }" ^7 i- y; P
п/п | 4 _3 j" q/ o+ O* N/ S9 H
& s0 Q9 L+ u8 R U4 w. ?
齿轮涂层 |
$ v. h1 I6 a! r! c5 Q# L, Q" C. U9 T: b# X" k, t
备注 | # \0 ?( {9 t, ]9 Q6 N8 e
' E( B' \* v# w! E
| - |4 C( O. q0 H5 O
主动齿轮 | ( P' U: w) M& f# y+ W/ I
1 X. ~, f% ?2 O& e1 x 从动齿轮 | 4 V) Z Q6 c. X& |# y
# a/ y3 L. t k) H8 k( l. C/ f|
& o% D8 w; L% N! {0 ^ 1 |
) e w: A- ~5 @) d4 a; c; A; o$ h$ |# [" S
无涂层 |
* J7 m; q: G+ H6 P) t
" h( k2 b: O) @% p( Q+ e4 U4 _) y 无涂层 |
2 V M& I3 q* D$ F. }$ d2 a' `: _1 A5 X5 j+ g; ^0 N/ b
标准传动结构 |
" X- v& U6 O& C: F% _9 O. k0 E
r' [3 i% I, N% w1 F, d( ?|
# k! K/ P3 I. D0 c( D, V$ P$ \) r 2 | # |& ? W& T$ G+ P! j v
0 ~& L0 N3 V: T& |
含氟表面活性剂涂层 | ! |% U9 H' a4 B1 J5 E
& q- K1 Y$ R& f) w0 R# m
含氟表面活性剂涂层 | ' H, j6 M, b: z/ s( {" o; U$ r
* L* N$ R. c6 q: D( N
标准传动结构 | ; v. A, X& _ h5 m$ q- |" @
& F& Y/ h7 ^) v| {7 ], _1 _6 W+ n w' I/ L; I
3 | + [- N1 E* I6 S& l0 B
; |: z# P+ z. P1 s; l8 s8 l- i1 P
碳化硅涂层 |
5 ~9 t5 Z) B" \1 P4 m6 ~* Z; L
" Z2 d. {7 @ q+ u; _; D 碳化硅涂层 | 2 Z; c _$ s7 P {
+ x- k# L8 |* `' @: @ S3 K$ U+ r' E
标准传动结构 |
/ } J* K. I% r6 R7 M/ C% E) y1 [) v/ o( h
0 w* N4 h( O4 s1 B) ^, ~| ! [8 u2 P5 K- O Q3 N6 A3 F
4 |
2 V9 k1 p3 k. X) z' y8 L9 j- `5 J) \- m" L
C |
: M8 Y7 Z6 v1 N( a' D* Q- Q( Y& s" S1 _5 ]
氮化钛 |
4 r3 ~0 X' d% e4 z7 F6 p* G2 o" p" K8 e5 H; D4 [+ b
标准传动结构 |
' g' S W& e' b2 u* o7 A0 `8 z8 A3 Y/ t. u
|
4 q. _6 D1 i0 W" d2 s+ ]. ^/ I 5 |
; F' s1 O" D; Z6 b( @4 o
( J) A( l: [! } C |
6 m% O/ O! B1 A' @$ D) v7 {! L8 x8 E& B2 n7 e; M _% B- E
氮化铝钛 | ( ^: R3 @1 i( K6 p7 z$ t7 n
B+ G' n _: t% K/ |. ^ 标准传动结构 | 0 ^7 b: `2 A7 t7 m
7 n& G& n# E9 v9 A% K( j
2. 齿轮润滑: 每150-200小时用符合国标18875-73的13208润滑油进行一次间歇加入.
+ t; J& o1 }2 Y3 j) x3. 齿轮总磨损: # N/ Y; h# u" F0 L9 C8 s
表2
% X9 j5 N! B" E' s+ g* t! P
1 H' w+ p+ G: i# x$ n t% \& ^# F, R! n2 f8 X/ L
; r) z, n" m; l$ E|
' k' {: v# O3 y& C$ _' J- ^7 F 涂层种类 | ; T8 |+ p; J6 I' X$ o5 m' D
. k) G9 s( i& t0 B 工作时间 小时 |
* S9 ]$ S5 u: D; S3 z
' w1 Y. c8 [2 s( N( b4 a 磨损斑痕 微米 |
) K" b3 d! y/ B R
. f' Z0 t$ o; x7 F 备注 |
5 r* _$ F z# u* j
& a$ G: J# Q, M* S: c4 Q" q|
y0 Z; I! g: @0 ]/ S 1 |
! q5 s! T/ e/ M# [/ e+ D$ J0 B# e Z
3 u) x6 E9 A x6 b 1475 |
1 c. g- Z9 L) M9 o2 N7 c; ~) E
. _ H2 M: B4 @3 C4 t' @9 L- M1 Z( I 20 |
- A* Q' j' o8 [/ q2 u- m9 O, k# _ R4 F
继续试验 |
1 z. K+ n5 T! v) q7 ^4 c# l
' n4 |) [! V) n" c% I( l| : z4 ?2 {1 z+ l' V
2 |
# b/ M" f; Q& @" ~+ i7 }% p0 c+ w8 o( X( }7 L
1516 |
& D1 H( R' K o3 l5 h) j
7 A& p3 v1 B3 D2 e/ R 9 | ) g2 _7 X$ [5 f. x! A
/ c0 t+ A2 H* A( N* e/ M
继续试验 |
0 M; I2 r9 b; e* P( o" A1 N( c7 b% G7 l3 s% p6 \3 ~- t
| + R- S6 w8 H' e" K1 l
3 | ) u' Y5 Z" X- z) k( {
. U4 x4 e+ o* ^8 y- s$ m8 u: ~
1465 |
N' x$ f; p) b# t
/ {3 U) r0 j1 e4 z% ] 11.5 |
1 G% _8 `$ q' l1 E' y ]+ j
( v! d1 {9 U" {3 m7 O/ y5 b 继续试验 | ' o, s6 b/ L8 `3 K5 j
/ I/ a* b- x/ x) V6 y' q% ^: c1 D. _
| / |+ I. u# N9 y2 I; S. y
4 |
: R% b2 {/ v& l {: V
! I# g" C/ Z. I# s) C; I 873 | # h* A4 g7 D J {: H5 C
3 N6 N* R/ ^3 z1 m) D, M' Q, [ 超过100 |
7 b! M/ o: k; O( [
" w9 A+ I2 `7 d8 y% m 试验结束 |
1 I* n) B5 @' i, T% F' U; R" `& ]0 l& s
| * T' F$ d6 L0 {, m9 Y& `* V
5 |
- C6 v: w C" v) T: H* |1 c! A! Q& X- y9 O7 G" l/ D% B$ K
58 | ! `! }" f9 ^& n e6 O
; B( ]1 s% u1 u- ~8 W* I# E" Y 超过700 |
; B) z+ p! O% F. e) l Z/ M. o" Z) F! w% F8 c" W( Y
试验结束 |
8 u8 d# S+ N) A/ m- {
! }0 Q% q' {# ~5 O3 T9 y+ s结论: ( J) W2 D; N8 |1 \
经过含氟表面活性剂处理的齿轮不仅有磨损小的特点,而且齿的截面变形小.这样可以得出结论:该涂层甚至在冲击负载的情况下也能保障剖面形状均匀改变,类似于等距磨损.这样,在接触部分塑性变形的情况下, 含氟表面活性剂的涂层仍能保证其完整性. 1 ?+ Z- X+ z, M) I/ F, C2 E, Z
7 D6 G' f3 j/ h! B7 L+ L" s 1 D7 S4 H N; C1 i5 ^' A- @
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! j/ A) A8 j I. m
7 h% i' @3 o: n+ e. F |