滚子链应用纳米技术的初步研究

【摘要】：纳米科学与技术不断向我们展现纳米材料的奇异特性和广泛应用,以纳米科学与技术为中心的新科技将成为本世纪的主导,同时纳米科学技术的研究和应用将极大地推进制造业的进一步发展。链条是一种传统的动力元件,在工业中占有重要的基础地位,作者基于对链条的认知和对纳米材料奇特性质的兴趣以及对纳米技术广泛应用前景的认识,提出把纳米技术应用到链条上,进一步提高链条的性能和工艺水平。作者针对占链条比例最大的滚子链及磨损这一主要失效形式进行了大胆尝试,即试图在滚子链的销轴外径与套筒内径加一层纳米膜以提高其耐磨性,进而提高链条的使用寿命。 本文选用数量较多的摩托车传动滚子链进行试验研究,通过对摩托车滚子链的失效分析和工艺研究,通过对纳米薄膜制备方法及薄膜特性的比较,选用表面纳米化的方法对销轴外径进行处理,通过对表面纳米化的论述,确定用薄膜性能比较好的表面自身纳米化,具体选用超音速微粒轰击表面纳米化法,同时对套筒表面进行镍磷化学镀处理,最后装配成整链进行磨损性能对比试验研究。 对销轴外径进行了超音速微粒轰击表面纳米化处理,对套筒表面进行化学镀处理。通过金相显微镜和扫描电镜对销轴表面进行观察,发现表面发生强烈塑性变形并且表层组织细化了,随着轰击时间的延长,细化层的厚度也增加;销轴外观有黑色变为亮白色,直径也轻微变小了。把不同时间表面纳米化处理的销轴和化学镀处理的套筒以及做比较的普通销轴套筒分成4 种搭配组合,连同链板和滚子装配成整链,在封闭力流实验台上做磨损试验。通过试验数据得到的磨损伸长量对试验时间的曲线表明,销轴进行超音速微粒轰击表面纳米化处理对链条耐磨性有提高,其中轰击时间长的效果更好,对套筒进行Ni-P 化学镀处理在提高滚子链耐磨损性能方面也有一定的作用,这两种表面处理方案的组合进一步提高了滚子链的耐磨损性能。 本文在纳米技术提高滚子链耐磨性方面做了尝试,并通过磨损试验证明了纳米技术应用于滚子链可以提高其耐磨性,同时提出了进行更进一步研究的方案和所要达到的目的以及需要进一步解决的问题。