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一種新型表面硬化處理工藝

文章出處:新聞中心 責任編輯:東莞市原琦五金有限公司 發表時間:2012-10-26
  ---對傳統熱處理和防銹處理工藝的沖擊和挑戰!
---低成本、低能耗的環保型表面處理新工藝!
•       ART技術(金屬磨損自修復技術)是一種在礦物磨擦能量概念和礦物動力學原理指導下,利用ART非金屬材料和專用的表面處理設備,采取特殊的表面處理的全新材料和處理工藝。
•       ART表面預處理是指利用表面工程技術及相關設備、材料,利用ART粉體材料在金屬零件表面生成ART抗磨保護層的表面處理的全新技術。它與傳統的高消耗、高污染的熱處理和電鍍等傳統工藝完全不同,在沒有任何污染和低耗能條件下,可廣泛應用于鏈條、齒輪、滾動軸承零件、彈簧、緊固件、大型鑄鍛件、汽車拖拉機零件、金屬切削機床零件、氣動工具及鉆探機械零件、液壓元件、輕工產品零件和飛機零件等鐵基金屬零件或工件的制造加工,可在上述零件制造加工過程中替代表面硬化處理、光潔度處理和防銹處理工藝方面的傳統工藝。
•       經ART加工后的金屬零件被稱為ART零件,即具備自修復功效的零件。耐蝕的表面硬化處理技術特點是:
•       一、耐蝕的表面硬化處理金屬工件表面被賦予超常的物理特性:
•       經清華大學摩擦學國家重點試驗室驗證證明,經ART技術處理后的金屬磨擦零件,原零件表面的鐵基特性改性為金屬陶瓷特性,即形成ART耐磨防銹保護層,該保護層呈現以下物理特性:
•       1、顯微硬度    690 — 1000 HV
•       2、摩擦系數    0.003 — 0.007(比潤滑油低一個數量級)
•       3、線脹系數    13.6 — 14.2(與原鋼基保持相同)
•       4、沖擊強度    50 kg / mm²
•       5、電絕緣      0.1 — 10μm 的電絕緣層
•       6、耐高溫      1575 — 1600℃
•       7、耐腐蝕 、海洋環境、酸、堿介質中不腐蝕
•       8、表面粗糙度Ra£ 0.08,表面微觀特性屬極光表面類中的亮光澤面。通常加工方法是超精磨,精拋光,鏡面磨削才能實現。
•       9、ART保護層為原鐵基金屬表面的改性層(不是鍍膜層),與原鐵基沒有明顯界面,不會脫落。
•       二、ART表面處理新技術、新工藝和新材料可以替代傳統加工工藝:
•       ART表面處理工藝可將傳統的金屬表面強化(硬化)、表面光潔度、表面防銹處理三項工藝程序簡化為用一項ART預處理新工藝代替。
•       目前傳統金屬零件的制造加工必須經過復雜多道工序,如為提高金屬零件的表面強度,通常在零件加工成形后要采用表面淬火等熱處理工序;為達到金屬表面光潔度要求,還要進行對磨、滾磨處理;為達到表面防銹功能,金屬零件還要進一步采用電鍍、熱噴涂等工藝進行鋅、鉻等防銹鍍層處理 耐蝕的表面硬化處理。每項工序和工藝都是高能耗、高耗時、高污染工藝。
•       
•       ART表面處理新工藝則主要是在礦物磨擦能量概念和礦物動力學原理指導下,利用ART材料和專用的表面處理設備,采取特殊的表面處理修復工藝,在低溫、高速、磨合條件下,在很短時間里,修飾表面缺陷并同時將金屬表面改性為與原基體沒有明顯界面的類金屬陶瓷層,使金屬零件表面具備高硬度(HV1100)、高光潔度(13級以上)和無銹蝕(陶瓷基)等物理特性。大大提高零件的加工效率, 同時ART在完成處理工藝過程中真正作到了零排放,避免了生產加工環節中的高能耗和高污染。為企業創造了一條低成本、低耗能的高效節能的生產加工途徑。
在大多數型號的鏈條、軸承等金屬零件加工工藝上,ART工藝可以取代組裝前的熱處理工藝,降低零件對材質的要求,進一步降低零件的制作成本。
 
三、ART零件可有效防止金屬零件的早期失效,明顯延長使用壽命、保持精度和防腐蝕:
金屬零件中有相當部份是在磨擦磨損工況條件下使用,而早期失效則是影響其使用壽命的主要因素。在工況條件下早期失效最主要原因一是零件加工制作工藝的表面熱處理和切削成形等工藝造成的零件表面缺陷(如刀具后角度壓變應力產生微裂紋、粗磨和精磨工藝不到位等),二是工況條件下的磨損加劇零件表面缺陷以致早期失效。
如鏈輪和鏈條失效形式主要是磨損引起鏈條各零件表面缺陷擴大,以及磨損量增加使節距變長,從而使機器產生了附加動載荷,出現鏈條和鏈輪的連續沖擊,產生振動和噪音并加速有缺陷配件的損壞。
又如軸承組合設計合理的條件下,軸承失效形式主要是疲勞點蝕,它會在受周期性變化的接觸應力的作用下產生,其內因是疲勞點蝕加速零件表面缺陷擴大。另零件的磨損,如在高灰塵的條件下工作的滾動軸承,雖采用密封裝置,滾動體與套圈仍有可能磨損,也會加速失效,拖拉機中的軸承磨損失效即為點蝕失效的2.5倍。其它如軸承塑性變形即在一定靜載荷和沖擊載荷作用下,會出現塑性變形凹坑,這也將導致振動和噪音,降低運轉精度,最終嚴重影響使用壽命。
 而經ART技術處理的金屬零件,則因其特殊的磨擦學機理、光飾機理、超聲機理和ART(自修復)材料的共同作用,可有效地修飾金屬零件的表面缺陷,并同時將其表面改性為具有超常的抗磨能力的保護層??梢杂行Э朔缙谑?,延長零件使用壽命,提高和長期保持零件精度。經國家鏈條質量監督檢驗中心和國家軸承質量監督檢驗中心檢測證明,參試16A鏈條可延長使用壽命為3.3倍以上,參試6205軸承則延長使用壽命10倍以上,麻化鉆、M42-錐體球頭銑刀試驗證明使用壽命分別可提高4倍和1倍。
在ART零件安裝使用后,如果同時輔以ART專用油品的配合,繼續利用該零件工況條件可使零件的ART保護層得到進一步的強化和維持,還可進一步延長金屬零件的使用壽命和保持精度,明顯增加可靠性,使其成為具有磨損自修復、自愈合功能的金屬零件。
經ART技術處理后的零件因其表面改性為金屬陶瓷,因此零件還具備耐高溫(1000度)左右和無腐蝕特點。有單位對16A鏈條作過防銹蝕試驗,經3年臨海野外條件下暴露無銹蝕 耐蝕的表面硬化處理;
四、ART預處理新工藝可廣泛應用于以下領域:
鏈條、齒輪、高精密滾動軸承零件、彈簧、緊固件、汽車拖拉機零件、農業機械零件、海水養殖機械零件、食品和紡織機械零件、印刷機械零件、金屬切削鉆具、機床導軌及其軸承零件、氣動工具及鉆探機械零件、液壓元件等。
五、ART技術產品的種類:
1、ART專用預處理劑:規格100毫升/瓶,主要用于零件的耐蝕的表面硬化處理。
2、ART專用磨合潤滑油(脂):主要用于末經ART預處理的零件在工況條件下達到表面強化和保持精度。規格500毫升/桶/,500克/盒。如每桶可處理1000米(或重量為3000公斤)16A型號鏈條零件。
3、 ART刀刃具預處理劑:主要用于刀刃具的預處理。500毫升/桶,。每桶可處理100個刀刃具。
4、ART刀刃具抗磨劑(磨合劑):主要用于末經ART預處理過的刀刃具,可在切削鉆過程中提高刀刃具的使用壽命。500毫升/桶,500克/盒,在切削過程作為冷卻液循環方式使用。每桶/盒可處理100根刀刃具。
5、ART專用預處理設備:主要用于ART處理劑與被處理零件的綜合預處理。根據ART預處理工藝及處理量的實際需要可分別選擇不同型號。
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