本研究的目的是探讨磨损损失以及耐磨堆焊层的磨损机制有或没有钨碳化物(WC)矩阵中包含不同的摩擦轮测试(淡水舱)配置。淡水舱设置不同的关于材料的旋转轮子,随即钢铁和橡胶材料是用来实现不同磨损机制作为代表石头铣削条件以及低密度木材切割过程。涂料包括微粒WC突出最高的抵抗磨损橡胶轮测试条件,microcutting充当显性效应。相比没有WC耐磨堆焊,意味着物质损失具减少了约75%。相反,意味着物质损失的WC钢筋涂料相比增加93%条件没有WC如果利用钢轮旋转。因此,与相对粗WC涂层显示最低物质损失减少70%以上条件相比,没有厕所。总之,WC的加入耐磨堆焊涂层耐磨性显著提高。磨损实验测试结果突出了这样一个事实:为了达到最佳的耐磨堆焊耐磨材料特性的需要正确定义考虑在职条件下的主要磨损机制。gydF4y2Ba
机械部件的磨损成本经济4.5%的国民生产总值(gydF4y2Ba
入口区:材料的摩擦区,耕作和滚动在低负载和额外的多级破碎高负载发生。gydF4y2Ba
中央区域:这是最高的接触压力,导致轧制和破碎的光应用低负荷和多级破碎和交互连接碎片的表面。gydF4y2Ba
出口区:磨料磨具离开的地方摩擦面积圆或压碎。gydF4y2Ba
另一个替代橡胶轮的钢(所示gydF4y2Ba
广泛的描述不同的耐磨堆焊类型的摩擦轮测试和金相检查gydF4y2Ba
磨损机制的比较在两种不同的涂层摩擦轮组成,它们暴露于铣削应用程序和软木材等材料的切割应用gydF4y2Ba
包括粗钨耐磨堆焊层中碳化物的影响,相对于其他系列细WC和系列没有硬粒子与钢轮在测试配置gydF4y2Ba
建议适当的耐磨堆焊涂层的应用,例如,用于木材收获行业high-abrasive刀具(见[gydF4y2Ba
描述的结果并给出了测试的概念以及分析方法支持适当的耐磨堆焊涂层的选择。实验包括执行不同的磨损机制,本研究科学有助于全面调查的影响钨合金耐磨堆焊涂层的磨损。由于淡水舱配置的变化,区别在钨的有益影响碳化物磨损行为的观察,它充当重要找到优化其貌不扬的组件的耐磨性。验证实验结果,三维表面扫描进行启用详细了解不同磨损条件。gydF4y2Ba
十一个调查覆盖材料是由不同生产基于定义标本几何(图gydF4y2Ba
化学成分的低碳钢S355J2重量百分数(DIN EN 10025 - 2) (gydF4y2Ba
| 基材gydF4y2Ba | CgydF4y2Ba | 如果gydF4y2Ba | 锰gydF4y2Ba | PgydF4y2Ba | 年代gydF4y2Ba | 铜gydF4y2Ba | 其他人gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S355J2 [gydF4y2Ba |
0.24gydF4y2Ba | 0.55gydF4y2Ba | 1.60gydF4y2Ba | 0.035gydF4y2Ba | 0.025gydF4y2Ba | 0.55gydF4y2Ba | 0.24gydF4y2Ba | 平衡gydF4y2Ba |
试样几何和添加WC的区别:(b)小分布与弗兰克-威廉姆斯(3号)、(c)精细分布与PTA(5号),和(d)粗糙的分布与点缀技术(7号)。gydF4y2Ba
各层可以分组;耐磨堆焊的两个类型包括粗WC,制造使用一个点缀的过程,就像在(gydF4y2Ba
测试系列的概述。gydF4y2Ba
| 系列gydF4y2Ba | 1号gydF4y2Ba | 2号gydF4y2Ba | 3号gydF4y2Ba | 4号gydF4y2Ba | 5号gydF4y2Ba | 6号gydF4y2Ba | 7号gydF4y2Ba | 8号gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 技术gydF4y2Ba | 西南gydF4y2Ba | 弗兰克-威廉姆斯gydF4y2Ba | 弗兰克-威廉姆斯gydF4y2Ba | 弗兰克-威廉姆斯gydF4y2Ba | 家长会gydF4y2Ba | 信用证gydF4y2Ba | 西南gydF4y2Ba | 西南gydF4y2Ba |
| 添加gydF4y2Ba | 没有一个gydF4y2Ba | 没有一个gydF4y2Ba | 好厕所gydF4y2Ba | 好厕所gydF4y2Ba | 好厕所gydF4y2Ba | 好厕所gydF4y2Ba | 粗WCgydF4y2Ba | 粗WCgydF4y2Ba |
实现一个洞察的基本化学成分支持测试系列,扫描电子显微镜(SEM),卡尔蔡司EVO MA15类型,利用能量色散x射线能谱法的加速电压15千伏(EDX)从牛津仪器。穿过标本允许维氏硬度测量从顶部层的基材。应用力达到5公斤(HV5)。使用的机器是茨威格ZHU2.5。gydF4y2Ba
自行设计和利用试验台是基于标准ASTM G65和G105测试设备。磨损是包含与一个旋转的轮子,定义负载的试样压在12公斤的质量基于选择进行预测的结果。样例和40毫米宽轮之间,喷嘴安装满足研磨材料的摩擦区(图gydF4y2Ba
测试设置和样本几何。gydF4y2Ba
坦克提供每分钟500克样品和旋转轮之间。需要为每个系列5公斤沙子和刷新之前每个系列,以确保类似的测试条件。标准进行了测试配置的建设性的分歧,因为相对增强试样几何,也用于在四点弯曲疲劳试验;参见[gydF4y2Ba
EDX分析每个测试系列的结果如表所示gydF4y2Ba
结果EDX分析重量百分数的加速电压15千伏。gydF4y2Ba
| 化学成分重量%gydF4y2Ba | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 区域gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba | 倪gydF4y2Ba | CrgydF4y2Ba | 如果gydF4y2Ba | VgydF4y2Ba | CgydF4y2Ba | 有限公司gydF4y2Ba | WgydF4y2Ba | 其他人gydF4y2Ba | |
| 1号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba |
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5.72gydF4y2Ba | 2.05gydF4y2Ba | 2.57gydF4y2Ba | |||||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | ||||||||||
| 2号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba |
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5.62gydF4y2Ba | 0.95gydF4y2Ba | 0.67gydF4y2Ba | 2.58gydF4y2Ba | 4.62gydF4y2Ba | |||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | ||||||||||
| 3号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba | 6.4gydF4y2Ba |
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6.3gydF4y2Ba | 4.8gydF4y2Ba | |||||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | 9.5gydF4y2Ba | 90.5gydF4y2Ba | ||||||||
| 4号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba |
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17.4gydF4y2Ba | 5.4gydF4y2Ba | ||||||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | 43.7gydF4y2Ba | 56.3gydF4y2Ba | ||||||||
| 5号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba | 5.5gydF4y2Ba |
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4.61gydF4y2Ba | 4.44gydF4y2Ba | 9.05gydF4y2Ba | ||||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | 6.98gydF4y2Ba | 93.02gydF4y2Ba | ||||||||
| 6号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba |
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3.02gydF4y2Ba | 15.13gydF4y2Ba | ||||||
| 哈特阶段gydF4y2Ba | 4.21gydF4y2Ba | 95.79gydF4y2Ba | ||||||||
| 7号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba |
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2。8gydF4y2Ba | 36.7gydF4y2Ba | ||||||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | 4.7gydF4y2Ba | 18.2gydF4y2Ba | 77.1gydF4y2Ba | |||||||
| 8号gydF4y2Ba | 矩阵gydF4y2Ba |
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3.4gydF4y2Ba | 14.2gydF4y2Ba | ||||||
| 艰难的阶段gydF4y2Ba | 5.5gydF4y2Ba | 5.9gydF4y2Ba | 5.8gydF4y2Ba | 82.8gydF4y2Ba | ||||||
的合金系列号。1、2、4、7和8是基于铁。比较矩阵的系列1号和2号是可辨认的串联2号钨是另外包括在内。镍合金分析系列号。3、5和6,与细WC(数据系列gydF4y2Ba
SEM图像从艰难的阶段包括测试层。gydF4y2Ba
比较评估的维克氏硬度HV5条件(5公斤的应用测试负载)的调查测试系列是描绘在图gydF4y2Ba
维氏HV5硬度测试结果的概述。gydF4y2Ba
| 系列gydF4y2Ba | 1gydF4y2Ba | 2gydF4y2Ba | 3gydF4y2Ba | 4gydF4y2Ba | 5gydF4y2Ba | 6gydF4y2Ba | 7gydF4y2Ba | 8gydF4y2Ba |
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| 性病gydF4y2Ba | 59.7gydF4y2Ba | 19.3gydF4y2Ba | 158.5gydF4y2Ba | 86.3gydF4y2Ba | 224.9gydF4y2Ba | 229.1gydF4y2Ba | 321.8gydF4y2Ba | 227.1gydF4y2Ba |
维氏HV5硬度在规范化耐磨堆焊层的厚度从测试系列1 - 5 (a)和6 - 10 (b)。gydF4y2Ba
由于使用不同淡水舱的配置,不同的磨损机制发生之间的摩擦轮和测试样本。专注于合金没有WC和细WC,钢丝和橡胶轮测试,不同的表面结构。gydF4y2Ba
淬火钢轮的组合和耐磨堆焊层作为一种轧机。氧化铝砂在同行之间(图旋转gydF4y2Ba
解释差异的两种类型淡水舱配置和摩擦表面生成与钢铁、橡胶轮。gydF4y2Ba
新(a)和光学显微镜照片穿砂经过一系列与钢轮(b)和橡胶轮(c)。gydF4y2Ba
实际颜色表面扫描和三个系列的横截面显微图像,与钢铁、橡胶轮测试,显示了不同粗糙度不同造成的磨损机制。gydF4y2Ba
相反,与橡胶轮相对纯砂展览机会嵌入软材料和行为相结合作为一种切割工具(图gydF4y2Ba
点缀的粗碳化物(7 - 8号),这部分嵌入钢矩阵,由钢轮平面磨损和磨料磨具。在固定的硬质合金,材料损耗明显增加,粒子物质损失减少。进步磨损导致减少包围矩阵和胶的效果减少向地面材料,导致钨粒子退出和洞出现。提到磨损机制由3 d表面扫描和显示真正的颜色表面照片图gydF4y2Ba
穿耐磨堆焊层的表面3 d扫描包括粗碳化钨(> 1毫米)。gydF4y2Ba
相反结果的调查穿测试与变奏的钢铁和橡胶轮通过大规模负载相同的配置,磨料磨具,磨料磨具,脚滑动速度和滑动距离(数字gydF4y2Ba
体积损失后的测试系列6000旋转的摩擦轮由钢(a)和一个橡胶轮(b)。gydF4y2Ba
比较意味着损失的卷钢摩擦轮(a)和橡胶摩擦轮(b)。gydF4y2Ba
通常可以表示材料与橡胶轮更粗暴地加载配置,随即增加体积损失检测。最大的抵抗磨损与钢摩擦轮与合金采用7号和8号粗WC的加入到2毫米大小。测试系列7号显示为44.6毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba体积损失最低磨损后与106.2毫米系列8号gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。1号(SW)和2号(FW)显示第二个最高的抵抗磨损(332.8和321.7毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba体积亏损)内的配置钢摩擦轮和6000轮旋转。材料号。3、4、5、6表现出相对较高的材料去除尽管包容小WC利用钢铁摩擦轮。较低的层的耐磨性的原因包括小WC可能潜在影响或冲击,因为之间的旋转磨料磨具的摩擦轮和标本。gydF4y2Ba
一个相反的结果与橡胶轮观察到测试。测试系列1号和2号表现出最低的体积损失与钢摩擦轮,两个系列展示最高的物质损失测试系列的橡胶轮配置。这个配置是最耐系列合金包括小WC。所有这些显示一个小的意思是物质损失小于400毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba6000年之后橡胶轮的旋转,即PTA-alloy体现最高的抵抗这种类型的磨损约为200毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba材料损失。类似的合金的磨损行为包括小WC(所示gydF4y2Ba
结果tribometry,毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba量的损失。gydF4y2Ba
| 系列gydF4y2Ba | 1号gydF4y2Ba | 2号gydF4y2Ba | 3号gydF4y2Ba | 4号gydF4y2Ba | 5号gydF4y2Ba | 6号gydF4y2Ba | 7号gydF4y2Ba | 8号gydF4y2Ba |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 基地gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba | 倪gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba | 倪gydF4y2Ba | 倪gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba | 菲gydF4y2Ba |
| 3000年之后旋转容积损失gydF4y2Ba |
毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba | |||||||
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| 性病gydF4y2Ba | 80.3gydF4y2Ba | 44.5gydF4y2Ba | 162.2gydF4y2Ba | 210.5gydF4y2Ba | 186.9gydF4y2Ba | 226.8gydF4y2Ba | 9.6gydF4y2Ba | 27.8gydF4y2Ba |
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| 6000年之后旋转容积损失gydF4y2Ba |
毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba | |||||||
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| 性病gydF4y2Ba | 201.5gydF4y2Ba | 77.9gydF4y2Ba | 231.6gydF4y2Ba | 277.1gydF4y2Ba | 173.7gydF4y2Ba | 266.0gydF4y2Ba | 13.8gydF4y2Ba | 44.7gydF4y2Ba |
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| 3000年之后旋转容积损失gydF4y2Ba |
毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba | |||||||
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| 性病gydF4y2Ba | 193.1gydF4y2Ba | 122.4gydF4y2Ba | 7.4gydF4y2Ba | 40.5gydF4y2Ba | 35.1gydF4y2Ba | 62.8gydF4y2Ba | ||
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| 6000年之后旋转容积损失gydF4y2Ba |
毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba | |||||||
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| 性病gydF4y2Ba | 363.5gydF4y2Ba | 226.4gydF4y2Ba | 46.9gydF4y2Ba | 80.6gydF4y2Ba | 49.5gydF4y2Ba | 79.6gydF4y2Ba | ||
这项工作调查不同耐磨堆焊层的磨损行为和没有钨的碳化物(WC)钢和橡胶摩擦轮组成来达到不同的磨损机制。总共八个不同的耐磨堆焊层的耐磨蚀是评估。与粗WC揭示最高耐磨性合金摩擦钢轮磨损最大体积损失约100毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba6000年以后革命。相比之下,平均体积亏损约350毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba在用例的测试系列中没有观察到WC和高达800毫米呢gydF4y2Ba3gydF4y2Ba的矩阵内的标本包括相对好WC如果相同的钢轮配置应用在测试。专注于橡胶轮测试,软轮粗WC诱导损伤;因此,一个实验调查并不可行。然而,由于不同的磨损机制相比,钢轮,矩阵内的标本包括细WC证明平均体积损失高达400毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,样品没有WC演示的平均值约为1200毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。总之,包括粗钨的合金碳化物揭示高潜力磨料负荷条件下的使用。与钢摩擦轮测试表明,较低的WC耐磨堆焊层中不显著降低相比,耐磨性更高数量的WC。每个WC耐磨堆焊层中可能作为一种缺陷或缺陷,可以着重减少循环荷载下的疲劳强度(gydF4y2Ba
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。gydF4y2Ba
作者很高兴参与进一步讨论并提供进一步的信息。gydF4y2Ba
作者宣称没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba
这项工作是犯下的椅子里Montanuniversitat机械工程,与Komptech GmbH在合作。特别感谢给奥地利研究促进会(FFG)资助的研究项目基金的联邦交通、创新和技术(bmvit)和联邦经济和劳动力(作为)和所有的合作伙伴供应的材料和制造工作。gydF4y2Ba