금속 마모 자체 수리 기술이 베어링 수명에 미치는 영향?

장비 제조업의 발전은 베어링의 종합 기술 수준에 대해 더 높은 요구를 하였다. 베어링 수명 연장 기술은 여전히 현재 연구의 중점이다.

표면 강화 방법은 이미 국내외에서 베어링의 긴 수명을 실현하는 효과적인 방법이 되었다. 현대에 개발된 레이저, 전자빔, 이온빔 등의 표면 기술에서 나노 다기능 혼합체 재료를 베어링 작업 표면에 적용하여 녹 방지, 부식 방지, 낮은 마찰 계수, 고경도, 내고온, 내마모, 내충격 등 종합 성능이 뛰어난 표면 공학 기술로 발전했다.

금속 마모 자체 수리 기술 (이하 ART) 은 종합 성능이 뛰어난 표면 엔지니어링 기술을 동시에 제공합니다. 그것은 초미세가루로, 역동적인 나노급 작용 메커니즘이다. 이 새로운 지능형 자가 복구 기술은 표면 공학 분야를 완전히 변화시켰다. 베어링의 수명과 신뢰성을 높이기 위한 새로운 기회를 제공하고 장비 제조업의 종합 실력을 높이는 데 기여할 것이다.

1 및 ART 기술 소개

1- 1: 미술기술은 자주적 지적재산권을 보유한 특허 기술이다.

예술 기술은 일종의 미크론 광물 분말 복합물로, 수산기 규산염의 복잡한 성분으로 구성되어 있다. 몇 년간의 꾸준한 노력 끝에 중국 엔지니어링 기술자들은 중국의 광산자원을 이용하여 기술 혁신과 개선을 진행했다.

2002 년 중국 국방특허를 획득했습니다.

2009 년 2 월 중국에서 국가 특허를 획득했습니다.

1-2: 예술 제품

ART 기술은 "마모 방지, 마모 방지, 현장 자가 복구" 의 세 가지 주요 기능을 하나로 통합한 플랫폼 기술입니다. 베이징 웨이시 알트 신기술 유한공사는 마찰조건에 따라' Okmo' 브랜드의 19 시리즈 제품을 개발했다.

현대화된 예술가루 준비 설비와 일류 테스트 센터는 국내 시장의 수요를 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 외국의 동종 제품보다 질이 뛰어나다. 실제 작업 조건에서 이 제품의 적용 효과를 검증하기 위해 2008 년부터 강철 열간 압연 생산 라인에서 ART 압연기 베어링 수명 연장 실험을 실시했습니다. 압연기 베어링 마찰 표면에' Okmo' 를 칠해 1 년간의 생산 실험을 통해 압연기 베어링의 수명이 1 배 이상 증가한 것으로 나타났다. 그림 1, 강철 열간 압연 생산 라인 646290 베어링 롤링 김상 조직을 참조하십시오.

MEF4A 고급 금상현미경에 따르면 롤체의 마찰 표면에는 예술 서멧 보호층이 있고 두께는 0.006mm 입니다 .....

충격과 마찰의 공동 작용으로 ART 분말은 품질이 우수하고, 금속 세라믹 소재의 보호층 분포가 균일하고 안정적이며, 기술적 특성과 지표를 완벽하게 충족한다는 것을 설명한다. 시중에 나와 있는 각종 엔진오일 첨가물과는 다르다.

금속과 금속 사이의 마찰은 서멧 보호층과 서멧 보호층 사이의 마찰로 변한다. 베어링 수명이 크게 늘어날 것이라는 데는 의심의 여지가 없다.

1-3: 예술기술은 국가 관련 부처가 지지한다.

이 기술의 연구와 응용은 국가 관련 부처의 관심과 지지를 받았다. 2002 년 9 월 18 일, 원국가경제무역위원회가 직접 주재하며 국방과위, 과학기술부, 철도부, 교통부, 교육부, 국가환경보호총국과 함께' 금속 마모 자보수 재료' 제품 전국감정회를 개최했다. 허, 종군붕, 정전현, 장복택 등 17 전문가로 구성된 감정위원회는 이 프로젝트가 감정 통과에 만장일치로 동의했고, 주요 감정의견은 다음과 같다.

금속 마모 자체 수리 재료는 자율적인 지적 재산권을 지닌 하이테크 제품으로 세계 선진 수준을 갖추고 있다. 성공적인 금속 마모 자체 수리 재료는 광범위한 응용 전망을 가지고 있어 우리나라 표면공학 마찰 공학 분야의 응용 기초 연구를 추진할 수 있다.

동시에 우리나라 전통산업의 업그레이드 개조를 촉진할 수 있어 우리나라 국민경제의 발전에 큰 영향을 미칠 수 있으며, "이런 하이테크 제품은 신속하게 생산성으로 전환해야 한다" 고 말했다. 국가경제무역위는 예술 항목을' 2002-20 16 국가 과학기술혁신계획' 에 포함시켰다.

국무위원 오의가 직접 프로젝트 감정회를 시찰했고 전문가들은 프로젝트에 대해 논의하고 있다.

1-4: 예술의 기술적 특징:

(1), 금속 마모 자체 복구 재질의 주요 특징은 금속 마찰 표면에 내마모성이 강한 세라믹 보호층을 생성하는 것입니다.

(2) 금속 마모 자체 수리 재료는 초극세 분말 재질로, 기계의 정상적인 사용 조건 하에서 분해 없이 마모 부품을 수리할 수 있습니다.

(3) 자가 치유 재료는 표면 마모를 선택적으로 보정할 수 있으며, 내마모 세라믹 보호층의 성장 두께는 초극세 분말의 양과 마찰이 방출하는 에너지에 비례하여 자동으로 조절된다.

(4) 내마 모성 세라믹 보호층과 원금속 표면에는 뚜렷한 인터페이스가 없다.

(5) 내마모 세라믹 보호층이 마찰계수를 유막 윤활보다 한 단계 낮췄다.

(6) 내마모 세라믹 보호층은 내마모성과 내식성이 우수합니다. 보호층의 모양을 완전히 유지하면 부품을 교체하지 않고도 부품의 수명을 연장할 수 있습니다.

(7) 내마모 세라믹 층은 틈새를 보정하고 부품의 원래 모양을 회복할 수 있을 뿐만 아니라 맞춤 틈새를 최적화하여 기계적 진동, 소음 및 에너지를 줄이는 데 도움이 됩니다.

실린더 내벽에 의해 생성 된 서멧 보호 층의 두께를 테스트하십시오.

스캔글라스를 사용하여 금속 마모 자체 수리 재료 적용 기술을 구현한 후 DF- 1 1 기관차 063 디젤 15 실린더 표면에 형성된 금속 세라믹 보호층을 관찰했습니다. 그 결과 광학 현미경과 스캔 전자현미경에서 두께가 약 65438 00 μ m 인 서멧 보호층이 선명하게 보이는 것으로 나타났다.

실린더 라이너 표면 보호층의 스캔글라스 이미지 (후방 산란 전자 이미지, 금상 샘플 준비 방법, 부식 후)

1-5: 아트 사양:

내마 모성 세라믹 보호 층은 특이한 기계적 및 물리적 특성을 가지고 있습니다.

(1), 마찰계수: μ 0.003 ~ 0.007 유막 윤활보다 한 단계 낮습니다.

(2) 미세 경도: Hv690 ~ 1 100 은 원래 표면 경도보다 1 ~ 3 배 높습니다.

(3) 선팽창 계수; 13.6 ~ 14.2 동강.

(4) 충격 강도: 50kg/제곱 밀리미터

(5) 고온: 1575 ~ 1600℃

(6) 내식성: 습도가 높은 해양 환경 및 산-염기 매체에서 부식되지 않습니다.

(7) 전기 절연: 1- 10μm 전기 절연 층.

원자 힘 현미경으로 ART 보호 층 경도 검사의 3 차원 이미지

로크웰 미세 경도 HV = 1 145 실린더 라이너 표면 보호층의 원자력 현미경 이미지 (3D)

로크웰 마이크로경도 HV = 546 의 실린더 라이너 베이스의 원자력 현미경 이미지 (3D)

1-6: 예술 응용 분야;

ART 기술은 광산 기계, 야금 기계, 석유 화학 기계, 건설 기계, 자동차, 기차, 배의 내연 기관, 체인, 베어링 등 기계적으로 마모된 모든 부분에 적용할 수 있습니다. 압연기 베어링, 철도 베어링, 모터 베어링, 풍력 베어링, 저소음 베어링, 정밀 베어링 등은 베어링 제조업에서 ART 기술을 사용하여 수명을 연장해야 합니다.

2, 예술 전처리

2-2- 1 :ART 전처리 공정 테스트

2- 1- 1: 대련 정룡위 금속 마모 자체 수리 기술 개발 유한 회사, 예술 응용 기술 개발 및 응용 전문 회사. 미시구조 결정 성능' 이라는 연구 이념을 바탕으로 여러 차례 예술대 실험을 실시했다.

2003 년 8 월 국가체인 품질감독검사센터 벤치실험을 통해 석유 롤러 체인의 수명을 3.3 배 높였다.

◆ 2007 년 저장천마 베어링 유한공사에서' ART6308 베어링 벤치 실험' 을 했다.

1000 시간의 연속 벤치 테스트를 거쳐 측정된 틈새가 테스트 전보다 2 ~ 6 미크론 감소한 것은 ART 기술이 마찰 틈새를 자동으로 최적화하여 최적의 맞춤을 달성할 수 있음을 보여줍니다.

◆2008 년 국가 베어링 품질 감독 검사 센터 벤치 비교 실험은 ART 기술이 베어링의 서비스 수명과 신뢰성을 크게 연장할 수 있음을 더욱 입증했다.

2-1-2: 아트 전처리 방법:

이 방법은 가공된 베어링 부품을 ART 재질이 포함된 매체에 배치하고, 진동 연마기의 작용으로 베어링 부품 표면에 흩어진 ART 수태층을 형성하고, 래핑한 후 ART 가 포함된 윤활유나 그리스가 포함된 윤활 조건에서 작업합니다. ART 수태층을 금속 세라믹 보호층으로 더 변환하여 최적의 마찰 계수와 맞춤 틈새를 얻을 수 있습니다.

2- 1-3: 아트 전처리 장비

ART 사전 처리의 성숙한 응용 기술을 보급하기 위해' 대련 정룡연마기 제조유한공사' 는 강력한 LZD 시리즈와 XL 시리즈 보수제 순환 전 처리 마감기를 개발했다. WZD 데스크탑 대형 ART 사전 처리 기계는 지름 1. 1 m 밀 베어링의 ART 사전 처리 요구 사항을 충족하면서 안정적이고 성숙한 사전 처리 프로세스, 품질 관리 방법 및 테스트 기준을 제공합니다.

지름 1. 1 m 압연기 베어링의 프로세스 사전 처리를 충족시킬 수 있습니다.

2-2-2: 아트 전처리 원칙

2-2- 1:ART 수태층의 형성 과정

김상현미경 아래의 금속 표면에는 종횡으로 교차하는' 도랑' 의 미세한 볼록함, 움푹 패인 구덩이, 각종 결함이 있다. 전체 기계의 진동 전처리에서 충격력의 작용으로 마찰, 충격, 압착 과정에서 예술가루의 입자는 대부분의 기재 마찰 표면의 미세한 돌기와 움푹 들어간 곳보다 여전히 크다. 마찰 인터페이스로 가져온 후, 그들은 더 다듬어지고, 마찰 표면의 움푹 패인 구덩이와 결함은 깨끗이 정리되어 수태층의 이식을 준비했다.

진동, 마찰, 스쿼시 및 충격 과정에서 마이크로볼록 찢기와 파열로 인한 순간 인화점 온도는 고온 맷돌을 ART 로 감싸 포텐셜 에너지가 낮은 구덩이나 결함에 이식하여 수태층을 형성합니다. 찢어지거나 파손된 볼록한 부위도 마찰력의 작용으로 예술 보호층을 형성하여 수리해야 한다. ART 사전 처리의 전 과정에서 금속 기체의 결함 (예: 함몰, 도랑, 미세 균열, 구멍) 은 모두 ART 수태층에 의해 형성된다.

ART 수태층의 성장 속도와 두께는 마찰이 방출하는 에너지, 연마기의 ART 분말 함량 및 마감 시간에 비례합니다.

이는 GCr 15 재질의 베어링 롤러로, 조정경도 HRc62 도, MEF4A 고급 금상 현미경으로 관찰된 예술광 장식 사전 처리 후의 김상 조직이다.

2-2-2: 근무 조건 하에서 아트 수태층의 역할

작업 조건 하에서, 특히 압연기 베어링은 충격과 순간 오버런 하중의 작용으로 분산 수태층이 받침대를 지탱하는 역할을 한다. 베어링 벨트 하중이 작동하는 동안 ART 피복의 인터페이스는 끊임없이 변경되고 보정 위치는 자동으로 선택되며 형성된 두께도 자동으로 조정됩니다. 마찰이 방출하는 에너지가 마찰계수 감소로 어느 정도 낮아지면 세라믹 보호층이 성장을 멈추고 자가 복구 과정이 완료됩니다. 서멧 층은 마모 틈새를 보정하고, 금속 베이스 표면 거칠기 값을 낮추고, 원래 크기를 복원하며, 마찰 저항을 고르게 분배하고, 진동을 줄이고, 에너지를 절약하며, 베이스 금속 작업 표면 형상을 복구하고, 틈새에 맞게 최적화할 수 있습니다.

2-2-3: 근무 조건 하에서 아트 수태층의 추가 변화

베어링은 사용 과정에서 마찰력의 작용으로 마찰열을 구동력으로 사용하고, ART 수태층은 금속 기체 표면과 변위반응을 일으켜 미정 세라믹 층을 형성하고, 미정 세라믹 층은 화학 결합을 통해 철기금과 결합한다. 이 미정 질 세라믹 층은 베어링 수명을 연장하기 위해 금속 매트릭스 마찰 표면의 마모를 동적으로 지속적으로 수리하고 보정할 수 있습니다.

3.ART 기술이 베어링 수명 및 신뢰성에 미치는 영향

3- 1: 테스트 출처 및 목적

대련 정룡위시 금속 마모 자체 수리 기술 개발유한회사의 의뢰를 받아 국가 베어링 품질 감독 검사 센터는 이 회사가 제공하는 몇 세트의 깊은 거터 볼 베어링 6307 을 비교 검사했다. 금속 마모 자체 수리 기술 및 ART 조명 사전 처리가 롤링 베어링의 수명 및 신뢰성 향상에 미치는 영향을 테스트하기 위해

3-2: 테스트 시나리오

3-3: 샘플 소스

제조사와 같은 배치의 베어링에서 무작위로 20 세트의 샘플을 추출하여, 그대로 유지하고, 어떠한 처리도 하지 않고, 40 세트의 샘플을 더 뽑는다. 베어링의 내부 및 외부 롤러, 롤러 및 케이지는 미세 세라믹 수태층이 베어링 표면에 분산되도록 전체 기계 및 ART 재질로 ART 사전 처리됩니다. 그런 다음 이들을 결합하여 C 그룹과 D 그룹으로 나누고, 같은 샘플링 방법으로 30 개의 샘플을 무작위로 꺼내 그대로 유지하고 아무런 처리도 하지 않습니다. 각 그룹 15 는 e 그룹과 f 그룹으로 나뉘어 15 그룹 샘플을 채취했다. 연마기와 예술 재료로 베어링 내부 롤러, 롤링 및 케이지 표면을 사전 처리하여 베어링 부품 표면에 G 라는 미정 세라믹 수태층을 만듭니다.

3-4: 테스트 결론

이번 실험을 통해 금속 마모 자체 복구 재질을 윤활유나 그리스의 첨가제로 사용하거나 마감 사전 처리 기술을 단독으로 사용하면 베어링 내부, 외부 롤러, 롤러, 표면 및 케이지의 수명이 크게 향상되지 않았음을 알 수 있습니다. 이 두 기술을 함께 사용하면 베어링 수명을 크게 연장할 수 있으며, 오일 윤활 실험과 베어링 수명 비율은 3 배 이상 증가할 수 있습니다. 신뢰성 값이 97.9% 에서 99.7% 로 증가했습니다. 그리스 윤활 베어링 및 베어링의 기본 정격 수명 실험값은 5 배 이상으로 증가했으며 수명 신뢰도 값은 77.44% 에서 99.98% 로 증가했습니다.

4. 테스트 결론 분석

4- 1: 국가 베어링 품질 감독 검사 센터 ART 기술에 의해 사전 처리된 베어링 선반 비교 실험에 따르면 ART 윤활유나 지방의 윤활 조건 하에서 ART 사전 처리된 베어링은 서비스 수명을 크게 연장할 수 있습니다.

4-2:ART 사전 처리 후 베어링 부품은 서비스 조건에 따라 ART 수태층에서 클래스 서멧층으로 전환하는 주기도 다릅니다. 이것은 아트 보호 층을 형성하는 원리와 일치합니다. 이러한 다양한 조건으로는 베어링 속도, 하중, 윤활 조건, 온도, 예술 분말 입도 및 오일 또는 지방에서의 함량, 금속 마찰 쌍의 재질, 표면 품질 및 경도 등이 있습니다.

4-3: "롤링 베어링 수명 및 신뢰성 실험 사양" JB/T500 13-2000 에 명시된 실험 조건에 따라 공정하고 객관적인 결론을 내렸습니다. 넓은 의미의 지도 가치를 가지고 있다. 시장의 실제 적용 조건의 경우 피로 실험기가 특정 조건 하에서 얻은 비교 실험 결론이며 실제 적용 조건 하에서 다양한 베어링을 요약할 수는 없습니다. 단일 공정 처리나 단일 공정 윤활유 또는 그리스가 마찰 쌍의 수명을 현저하게 연장할 수 있다는 사례가 있습니다.

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