¿Cómo mejorar la resistencia de la fatiga y la resistencia al desgaste de la placa de cojinete compuesto de acero?

Mejorar la resistencia de la fatiga y la resistencia al desgaste de Placa de cojinete compuesto de acero es un problema multidisciplinario complejo que requiere una consideración integral de múltiples aspectos, como el diseño de materiales, la optimización de la interfaz, el proceso de fabricación y el tratamiento de superficie. Los siguientes son algunos métodos específicos y rutas técnicas:

1. Optimización de la fuerza de enlace de la interfaz
Control de microestructura de la interfaz: la resistencia de unión de interfaz entre el acero y el cobre afecta directamente el rendimiento general del material compuesto. Al optimizar la microestructura en la interfaz (como reducir la porosidad y evitar la formación de fase frágil), la resistencia a la fatiga puede mejorarse significativamente.
Método:
Durante la soldadura explosiva o el proceso compuesto de rodadura caliente, controle estrictamente la temperatura, la presión y la velocidad de enfriamiento para promover la unión metalúrgica en lugar de la unión mecánica.
Introducción de una capa de transición intermedia (como níquel, titanio o aluminio) para formar un compuesto intermetálico estable a través de la reacción de difusión y mejorar la fuerza de enlace de la interfaz.
Diseño de composición química: la introducción de una cantidad apropiada de elementos de aleación (como CR, MO, AL) en el área de la interfaz puede mejorar la resistencia de la interfaz a través del mecanismo de fortalecimiento de la solución sólida o fortalecimiento de la precipitación.
2. Elija el grosor y distribución apropiados de la capa de cobre
El grosor de la capa de cobre tiene una influencia importante en la resistencia de la fatiga y la resistencia al desgaste de la placa de cojinete compuesto. Una capa de cobre demasiado gruesa puede conducir a una capacidad de carga insuficiente, mientras que una capa de cobre demasiado delgada puede reducir la conductividad térmica y el efecto de lubricación.
Estrategia de optimización:
De acuerdo con las condiciones de trabajo reales, la relación óptima de espesor de la capa de cobre se determina mediante el análisis de elementos finitos y la verificación experimental.
Aumente el grosor de la capa de cobre en áreas de alto estrés para proporcionar un mejor rendimiento de lubricación, al tiempo que reduce el espesor de la capa de cobre en áreas de baja tensión para reducir los costos.
3. Tecnología de modificación de superficie
La modificación de la superficie es uno de los medios clave para mejorar la resistencia al desgaste. Al aplicar un tratamiento de recubrimiento o modificación en la superficie de la capa de cobre, sus propiedades tribológicas pueden mejorarse significativamente.
Método:
Deslizador láser: una capa de carburo cementado (como WC-Co) está revestido en la superficie de la capa de cobre para formar una capa superficial de alta resistencia y alta resistencia al ropa.
Tratamiento de nitruración: nitruración iónica o nitruración de gas de la capa de cobre para formar una capa endurecida para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste.


Tecnología de enchapado: electroplatización o recubrimiento químico de una capa de aleación a base de níquel o a base de cromo en la superficie de la capa de cobre para mejorar la resistencia a la oxidación y la resistencia al desgaste.
Reubicación de nano: utilizando la tecnología de deposición de vapor físico (PVD) o deposición de vapor químico (CVD), se deposita una película dura a nano escala (como Tin, CRN) en la superficie para mejorar aún más la resistencia al desgaste.
4. Introducción de diseño de material compuesto
La introducción de una fase de refuerzo (como fibra de carbono, grafeno, partículas de alúmina, etc.) en la capa de cobre puede mejorar efectivamente su resistencia y resistencia al desgaste.
Método:
Agregar nanotubos de grafeno o carbono a la matriz de cobre, utilizando sus excelentes propiedades mecánicas y propiedades de lubricación para reducir el coeficiente de fricción y mejorar la resistencia al desgaste.
Prepare materiales compuestos a base de cobre a través de la tecnología de metalurgia en polvo y agregue partículas cerámicas (como SIC, Al₂o₃) para mejorar la dureza y la resistencia al desgaste.
5. Optimización del proceso de fabricación
Los diferentes procesos de fabricación tienen un impacto significativo en el rendimiento de las placas de rodamiento compuestas. Al mejorar el proceso de fabricación, se puede mejorar el rendimiento general del material.
Métodos:
Soldadura por explosión: controlando con precisión la energía y el ángulo de explosión, se garantiza la calidad de unión metalúrgica de la interfaz de acero-cobre.
COMPUESTO DE RODILLA CALIENTE: El rodamiento caliente se lleva a cabo a alta temperatura y alta presión para formar un enlace metalúrgico denso entre el acero y el cobre, al tiempo que elimina los defectos internos.
Tratamiento térmico posterior: a través del tratamiento de recocido o envejecimiento, se libera el estrés residual y se mejora la resistencia a la fatiga del material.

A través de la aplicación integral de los métodos anteriores, la resistencia a la fatiga y la resistencia al desgaste de la placa de cojinete compuesto de acero-cobre pueden mejorarse significativamente para cumplir con los requisitos de alto rendimiento en diferentes condiciones de trabajo. Si se necesita una discusión detallada para una dirección específica, el contenido de la investigación y las soluciones técnicas pueden refinarse aún más.