生物質(zhì)成型機螺桿表面耐磨覆層制備的研究.pdf

1、螺旋擠壓成型機是生物質(zhì)固化成型技術(shù)中開發(fā)最早、應(yīng)用最廣的生產(chǎn)設(shè)備。螺桿是螺旋擠壓成型機的核心工作部件，其在高溫高壓下與物料高速干摩擦，磨損嚴(yán)重，使用壽命短，嚴(yán)重制約了螺旋擠壓成型機的效能。目前針對螺桿耐磨性提高的方法大多以修復(fù)和表面改性方法為主，但這些方法存在需要對螺桿頻繁拆裝、工藝復(fù)雜、對被處理工件結(jié)構(gòu)要求高等問題。TD法作為化學(xué)表面熱處理技術(shù)，具有操作簡單、成本低廉、獲得覆層硬度高、與基體結(jié)合力強、可以處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)工件等特點，近年來

2、在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用到鋼材料表面改性中。本課題采用TD鹽浴滲釩在螺桿表面制備碳化釩耐磨覆層，系統(tǒng)考察鹽浴處理參數(shù)對覆層厚度、成分、組織結(jié)構(gòu)及覆層性能的影響規(guī)律。通過不同處理參數(shù)對45鋼材料進行覆層制備，進而探討工藝條件、覆層組織結(jié)構(gòu)和性能之間的相互關(guān)系，并最終優(yōu)化螺桿覆層制備的制備流程。在優(yōu)化其處理參數(shù)的基礎(chǔ)上，探究螺旋擠壓成型機螺桿常用材料45鋼表面制備碳釩化合物耐磨覆層的處理參數(shù)及其處理流程。為進一步延長螺桿壽命，提高螺旋擠壓成型機的

3、連續(xù)化生產(chǎn)水平和擴大應(yīng)用范圍提供新的方法。本試驗研究的主要結(jié)論如下:
　　(1)在處理溫度為900℃、950℃、100℃，處理時間為2h、5h、8h的參數(shù)下，通過掃描電鏡檢測覆層厚度，結(jié)果顯示，45鋼覆層的厚度隨著處理溫度或處理時間的增加而增厚，且增長速率逐漸降低。對覆層生長情況進行動力學(xué)分析，可知覆層的厚度隨時間變化的生長曲線符合碳化物生長動力學(xué)模型，在不同處理溫度下覆層生長的指數(shù)參數(shù)n取值與模型擬合程度較好。
　　(2)

4、通過能譜儀、電子探針檢測不同處理參數(shù)下覆層成分。結(jié)果顯示覆層幾乎只含有C、V兩種元素而不包含其他元素，覆層與基體間存在明顯的分界面，并且存在微量的元素相互擴散的現(xiàn)象，擴散區(qū)域約為2μm。通過X射線衍射儀對覆層進行組織結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果顯示覆層由不同碳釩比VCx化合物組成，其中VC的含量最高，結(jié)晶度最好。通過對鹽浴多次利用得到的覆層品質(zhì)進行研究。可得到在不添加除配方外的額外成分時，鹽浴大約能夠重復(fù)利用4次。覆層品質(zhì)隨著鹽浴重復(fù)使用次數(shù)的增多而