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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. 0 w, T! U& E$ F/ E" J
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...
/ P/ F% G2 W* G; s. R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0 `' c0 Y4 U, ^ p, D) c
TiN DLC ta-C7 a6 L4 ?) U I- y ^6 b f
技术历史 40年 20年 5年& j% U5 l. A0 g0 i, S% \9 X, {- x: b
硬度HV 2400 2000~6000 7000~8500 V; S! O- Q, _, r
成膜技术 化学气相沉积 化学气相沉积 滤质阴极真空电弧
" E) F2 p1 o9 s* s1 N7 w成膜温度 500℃ 500℃ <80℃2 r' z% ~! |+ V4 ~
膜层厚度范围 1~7um 0.5~4um 0.002~2um. Y8 F! M) F7 j( F
表面摩擦系数 0.55 0.15 0.08
H: |! d+ G7 A7 d6 k膜基结合力 低 低 高
3 F) R" _6 d! ]$ l工作环境最高温度 600℃ 400~600℃ 600℃
% `4 n9 Q& Y& g% E2 C0 |( E耐腐蚀性 较好 较好 好4 u4 z) ` |/ G- u" O
装饰性 好 较好 一般9 Q- r) X. ~ [3 H! {. p
价格 较低 较高 较高
/ k: M5 I, p* d2 E: i6 }6 a U+ U i6 ?# P6 `' u Y0 U
0 a7 P6 n& e9 S+ c( [ 齿轮耐磨涂层的对比实验报告 , U' E% k/ C. R3 K( `, G! q
( 按列宁格勒机械学院 M82B-3214 合同完成 ) , Z5 ~/ J0 P& \* V6 v
1. 齿轮涂层方案: % {# |1 `& ~6 B; g, m/ j' [1 D5 I. M
表1
5 D5 M% T$ R6 s; {
+ w8 E, c+ v0 J- ^; U/ o2 H8 {. S" w+ H
) Z+ f3 a3 |& X! U5 c% B| + S: Y1 y# X& i2 a8 {. d. t
п/п |
2 @; B" u/ i- d1 J' t( \& C
3 X7 g. P g4 [% b& w 齿轮涂层 |
( V1 `5 f# G6 d$ Z8 F# r. _- ~& O3 c9 m3 |1 n* P: S/ C
备注 |
6 P8 m/ T: S/ o+ o: Q- @4 z
. e( a6 `! e9 y- O- U|
5 w4 C# J' _! n. b( u/ G 主动齿轮 | ( k4 S( m8 q4 y
( k" n3 X3 J; f6 J 从动齿轮 | + Y b J/ v5 w0 L* C& F0 }
1 A7 {" T5 Y+ q8 d1 U2 @| # H/ j! G' [- _/ q* f2 t4 I
1 |
" ?9 W' ^# D9 c6 O+ s" y `% p8 R0 p! D# A X) \# _
无涂层 | * w2 h' o) T8 e! |/ }5 @
8 ]; I, \ c) i, J) F 无涂层 |
2 v' s0 \: ~0 R9 P
" V; e' n' G: |# A |4 D 标准传动结构 |
# ^6 d9 Y/ T- n0 g: ^0 H6 H
; z" s/ t: }9 Y4 [- g5 v4 q/ p|
1 j9 C+ d# l3 H" U: x 2 | 5 w$ c) S2 f8 d- j5 v# w
9 o% Q% Q) A7 ^# O, J7 B4 ~ 含氟表面活性剂涂层 | 8 x- g! t* {, @3 n
; T+ P7 C4 f& P# P& \% |
含氟表面活性剂涂层 |
+ t% K. J& T, R1 O+ k1 }. q) _
9 z9 K7 s; E6 ^& r6 X y3 c 标准传动结构 | 3 o# g. O9 A/ |$ S' K W
" G( I& G8 B$ ?+ z9 _
|
( w2 S1 }. }( [& ~ P 3 | $ A* Q3 J% ]! r4 t4 D
6 _/ ^, a! m7 j. S. P8 O7 z$ Z
碳化硅涂层 | 5 K* A& f' K) o1 p
+ G' S' @8 v: ~2 A6 U v# a6 z8 V 碳化硅涂层 | 5 C N: g x6 u6 T, P
# i- H8 ~4 r2 N% b) N! Y# Z 标准传动结构 |
9 a* g0 r& M! W' Z' k, f
4 D) u' t8 c6 s|
! z2 d9 g9 i. t- H+ l 4 |
8 G0 y, g" Q; k; H% }% D; z, j9 s# e
C |
2 L: \) }# R, B; w3 Y' s" Q
2 R4 T: ~( u) n1 t( L 氮化钛 |
- ?4 t! v! ~( R' l# x8 Z9 c+ y( o/ m& A5 n" Y n" ]+ F
标准传动结构 | 3 q, @- y( b5 m. w' V/ b
" O' y0 u7 q& t" C| . M0 ^5 F7 w/ W; \0 P% J
5 | 6 F8 g* s& W5 q; T- K4 N
4 z3 F A. T `; q# s9 i C |
: a- G8 M" m; i+ a6 w' G9 Z- C( F! H1 I; O3 T3 {0 D4 I
氮化铝钛 | # l* _6 f7 n* M$ O9 S
$ _0 e+ E% l l; ~1 r; P! z. Q$ z
标准传动结构 |
, I1 U3 e9 E0 X1 Y2 `9 G( a% T
5 c2 j' o+ E: p2. 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. ( q/ z3 ~' ]4 q5 K' H
3. 齿轮总磨损: 2 ` J' _( B& L" ?8 A. a+ E
表2
; U4 N- [* B6 ~% g6 i' p, G
! D3 B8 s; m& \3 d7 e) W
. }- X+ C6 ~; f+ M4 H- ]7 h: ?% x8 j2 f2 `
| : g( m& ?: G' v4 y
涂层种类 | 7 ]" H' n& [5 M5 D3 u; v
' E* e, i4 }/ u0 R' Y
工作时间 小时 | ) {+ S' o4 s5 T7 N9 v l; a$ w2 V
2 S3 ^) ]/ D4 F0 |1 T* J 磨损斑痕 微米 | X- }" \) R# j) b" U; T& t
9 J B- t3 \' |/ e* K; J 备注 | : W$ n5 C- \! o4 P
5 E7 v' l4 F, k5 l r) Q| ! G$ A. f) D$ c$ d9 j
1 |
4 N" L$ i) {, n8 V% e) \; Q( f$ I
) T. _; P2 f, T. `( V: A 1475 | 4 o* ? N7 ^1 _
" a0 a% y5 G4 h8 [$ e" B) c 20 |
0 t" A# l& Z, `$ ? ~& }
+ |# C- n# l2 B( C& y 继续试验 |
/ O' H2 `/ X2 K% V, q2 \
; o( n) ?& ~- b4 \" H|
' _' x1 j& [3 _3 Q 2 |
4 \+ j3 U8 _, N% g: {( F9 `
+ V0 V3 @/ U: D" f 1516 |
! @) t3 D" H y8 r. _' \, i3 N
9 O8 b! X2 v+ g 9 |
$ {) k; ]8 u: ]: B
# D+ c6 d9 Q! S' H7 \ 继续试验 |
. C' l8 b1 O/ k' x4 C6 ?
. T# I) V3 {5 v' U) U+ Z# f|
3 N: r1 b* m4 I( s, N9 a 3 |
! ]+ Y- `9 |6 O/ r4 |9 E7 @4 M; v. ~. k& P. M2 V' P* {. L+ j
1465 |
& P+ ]8 [ g5 \9 c
1 `; ?3 t$ d1 G9 a% V 11.5 |
. M; {% v5 g$ h0 E1 D0 a5 l, T2 e J7 w, y. L3 k
继续试验 |
+ g8 k* Z" O/ n9 M: B
7 I( _9 \5 B/ k' T- H8 ^3 D4 y9 f+ Y& \|
3 b; ?/ |3 T1 x$ e4 ? 4 | ) m1 K$ v7 f/ f& q
) u" I4 i- f. s
873 |
( e" ^: c& A$ k/ u, g5 X+ l: Z6 V8 E5 a }1 @9 p6 g9 [
超过100 | " _$ ~! A1 f1 p) l) q
; {/ z* ?- l8 h. [6 Z
试验结束 | # ^: X# S! T) l; m$ S
8 x% }7 M; e3 ? v" o/ H
| $ {# T. x2 @: u6 t3 n
5 | # q% t9 [' Y/ k* D4 m6 ]8 I
/ G% k( S5 Y% g
58 | 8 |; }1 p0 x+ ^+ n4 }. s5 ^
! }! P0 M1 e$ a# \% c: x# m 超过700 | 5 r: `7 X, T3 D( w5 Q5 y
4 q3 i* b2 y$ |8 ~, L: v9 y& g/ H 试验结束 | ) _" W$ }% P' Z0 N( Z( U) A4 _
$ ^6 K( m1 H t! i结论:
* Y; I, |6 h" I. s& }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.
; i! O3 r' ~" Q3 t, o/ G/ G \3 U
* g4 M. I0 h: c) r' _1 K3 M$ O
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{' K9 w \, Z; R8 Y# E
% c3 s1 V4 U8 ~0 Z C; m% _ |