Bagaimana cara meningkatkan resistensi kelelahan dan ketahanan aus pelat bantalan komposit baja-copper?

Meningkatkan ketahanan kelelahan dan ketahanan aus Pelat bantalan komposit baja-copper adalah masalah multidisiplin yang kompleks yang membutuhkan pertimbangan komprehensif dari berbagai aspek seperti desain material, optimasi antarmuka, proses pembuatan dan perawatan permukaan. Berikut ini adalah beberapa metode spesifik dan jalur teknis:

1. Mengoptimalkan kekuatan ikatan antarmuka
Kontrol Mikrostruktur Antarmuka: Kekuatan ikatan antarmuka antara baja dan tembaga secara langsung mempengaruhi kinerja keseluruhan bahan komposit. Dengan mengoptimalkan struktur mikro pada antarmuka (seperti mengurangi porositas dan menghindari pembentukan fase rapuh), resistensi kelelahan dapat ditingkatkan secara signifikan.
Metode:
Selama pengelasan eksplosif atau proses komposit rolling panas, secara ketat mengontrol suhu, tekanan dan laju pendinginan untuk mempromosikan ikatan metalurgi daripada ikatan mekanis.
Memperkenalkan lapisan transisi menengah (seperti nikel, titanium atau aluminium) untuk membentuk senyawa intermetalik yang stabil melalui reaksi difusi dan meningkatkan gaya ikatan antarmuka.
Desain Komposisi Kimia: Memperkenalkan jumlah elemen paduan yang tepat (seperti CR, MO, Al) di area antarmuka dapat meningkatkan kekuatan antarmuka melalui penguatan solusi yang solid atau mekanisme penguatan presipitasi.
2. Pilih ketebalan dan distribusi lapisan tembaga yang sesuai
Ketebalan lapisan tembaga memiliki pengaruh penting pada ketahanan kelelahan dan ketahanan aus dari pelat bantalan komposit. Terlalu tebal lapisan tembaga dapat menyebabkan kapasitas bantalan beban yang tidak mencukupi, sementara terlalu tipis lapisan tembaga dapat mengurangi konduktivitas termal dan efek pelumasan.
Strategi Optimalisasi:
Menurut kondisi kerja yang sebenarnya, rasio ketebalan lapisan tembaga yang optimal ditentukan melalui analisis elemen hingga dan verifikasi eksperimental.
Tingkatkan ketebalan lapisan tembaga di area stres tinggi untuk memberikan kinerja pelumasan yang lebih baik, sambil mengurangi ketebalan lapisan tembaga di area stres rendah untuk mengurangi biaya.
3. Teknologi Modifikasi Permukaan
Modifikasi permukaan adalah salah satu cara utama untuk meningkatkan ketahanan aus. Dengan menerapkan perlakuan lapisan atau modifikasi pada permukaan lapisan tembaga, sifat tribologisnya dapat ditingkatkan secara signifikan.
Metode:
Laser Cladding: Lapisan karbida semen (seperti WC-CO) dibalut pada permukaan lapisan tembaga untuk membentuk lapisan permukaan yang tahan tinggi dan tahan terhadap pakaian tinggi.
Perawatan Nitriding: Nitriding ion atau gas nitriding lapisan tembaga untuk membentuk lapisan yang dikeraskan untuk meningkatkan kekerasan permukaan dan ketahanan aus.


Teknologi pelapisan: Menggelistrikan atau secara kimia melompati lapisan paduan berbasis nikel atau kromium pada permukaan lapisan tembaga untuk meningkatkan ketahanan oksidasi dan ketahanan aus.
Lapisan Nano: Menggunakan Deposisi Uap Fisik (PVD) atau Teknologi Deposisi Uap Kimia (CVD), film keras skala nano (seperti TIN, CRN) diendapkan pada permukaan untuk lebih meningkatkan ketahanan aus.
4. Memperkenalkan Desain Bahan Komposit
Memperkenalkan fase penguat (seperti serat karbon, graphene, partikel alumina, dll.) Ke dalam lapisan tembaga dapat secara efektif meningkatkan kekuatan dan ketahanan aus.
Metode:
Menambahkan graphene atau karbon nanotube ke matriks tembaga, menggunakan sifat mekaniknya yang sangat baik dan sifat pelumasan untuk mengurangi koefisien gesekan dan meningkatkan ketahanan aus.
Siapkan bahan komposit berbasis tembaga melalui teknologi metalurgi bubuk, dan tambahkan partikel keramik (seperti sic, al₂o₃) untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus.
5. Mengoptimalkan proses pembuatan
Proses manufaktur yang berbeda memiliki dampak signifikan pada kinerja pelat bantalan komposit. Dengan meningkatkan proses pembuatan, kinerja material secara keseluruhan dapat ditingkatkan.
Metode:
Pengelasan ledakan: Dengan mengontrol energi dan sudut ledakan secara tepat, kualitas ikatan metalurgi dari antarmuka baja-copper dipastikan.
Hot Rolling Composite: Hot Rolling dilakukan di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi untuk membentuk ikatan metalurgi yang padat antara baja dan tembaga, sambil menghilangkan cacat internal.
Perlakuan panas selanjutnya: Melalui perlakuan anil atau penuaan, stres residual dilepaskan dan resistensi kelelahan material ditingkatkan.

Melalui aplikasi komprehensif dari metode di atas, resistensi kelelahan dan ketahanan aus dari pelat bantalan komposit baja-copper dapat secara signifikan ditingkatkan untuk memenuhi persyaratan kinerja tinggi di bawah kondisi kerja yang berbeda. Jika diskusi terperinci diperlukan untuk arah tertentu, konten penelitian dan solusi teknis dapat disempurnakan lebih lanjut.