Al-Mg合金輪胎模具材料表面增壓噴丸納米化的研究.pdf

1、近年來，由于鋁鎂合金的導熱性高、切削加工性好、熱膨脹系數大等特征，因而廣泛使用在橡膠模具上。這類鋁合金模具一般直接鑄造而成，不需熱處理。如何提高鋁鎂合金輪胎模具的使用性能，延長其使用壽命是輪胎制造廠商急待解決的問題。本文在普通噴丸設備上增加了增壓系統，采用增壓噴丸方法對Al-Mg合金輪胎模具進行表面納米化處理，探討了彈丸直徑、噴丸時間等工藝參數對輪胎模具表面納米化進程的影響，研究納米晶層的耐磨性能、耐硫化腐蝕性能、抗粘附性能及其影響規(guī)律

2、。期望用納米材料的特殊性質來提高輪胎模具的使用性能。主要研究內容如下： ⑴通過實驗確定了實現7050Al合金表面納米化的優(yōu)化工藝參數，包括噴丸壓力、噴丸時間、彈丸直徑等。測試了納米晶層的硬度及摩擦磨損性能，結果表明采用增壓噴丸方法，在適當的工藝參數下可以在7050Al合金表面制備出納米結構晶層，從TEM結果可以看到其表層晶粒呈隨機取向，尺寸約為30-40nm。表層硬度與心部相比得到了顯著提高，這可歸結為晶粒細化和加工硬化的共同效

3、應，另外表面納米化后試樣的磨損量明顯減少，耐磨性明顯提高。 ⑵研究了所制備的納米晶層的熱穩(wěn)定性。結果通過Kissinger方程計算得到的納米晶晶粒長大的激活能比未處理樣品高26.6kJ/mol，XRD結果表明隨著退火溫度的升高，Bragg峰寬化明顯減少，晶粒尺寸在180-220℃明顯增大，顯微硬度在200℃也明顯下降，因此，可以認為7050鋁合表面納米晶層的熱穩(wěn)定溫度為不大于200℃。 ⑶利用平板硫化實驗模擬了輪胎生產時

4、的工作情況，比較了表面納米化樣品與未噴丸樣品的抗硫化污染性能。結果表明納米化表面抗硫化污染性能明顯提高，原因是納米化表面致密的氧化膜及良好的自修復性，降低了試樣表面與橡膠中的有機物的反應性，高的表面硬度及活化表面易于吸附油膜，使得納米化表面，摩擦因數減少，提高了硫化時的脫模性，納米化表面納米級的微凸提高了表面的潤濕角，同時停留在微凸間的氣泡減少了污染物粘附的面積，故納米化表面表現出良好的抗硫化粘附性能。 ⑷利用研究提出的增壓噴丸