青铜蜗轮蜗杆的替代材料

       在无润滑和常温条件下，对10组蜗轮蜗杆副的摩擦学性能进行了研究。在电子显微镜下，当蜗轮蜗杆材料为渗碳钢S16MnC:时，材料为锡青铜ZQSn12-2的蜗轮蜗杆表面磨损形貌由细小磨粒产生的小沟痕组成，表面磨损轻微、均匀，而材料为ZZnA127Cu2的蜗轮蜗杆表面磨损则相对较重、不均匀;当蜗轮蜗杆材料是渗碳钢20CrMnTi、蜗轮蜗杆材料为锡青铜ZQSn12-2和ZQSn10-1时，ZQSn10-1表面产生的磨损比ZQSn12-2更加严重。对蜗轮蜗杆传动中的蜗轮蜗杆采用等温淬火球墨铸铁和青铜材料ALBC，蜗轮蜗杆采用等温淬火球墨铸铁和钢制材料S45 C，组成4种蜗轮蜗杆的配对，对其传动效率和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明，相比于青铜一铸铁蜗轮蜗杆副中的蜗轮蜗杆，采用青铜-钢蜗轮蜗杆副的蜗轮蜗杆磨损较小，采用铸铁一铸铁蜗轮蜗杆副的蜗轮蜗杆齿面温度较高，容易发生胶合，而且传动效率较低。因此，实际工程中应用青铜一钢蜗轮蜗杆副的蜗轮蜗杆传动更为广泛。

       由于材料和结构上的原因，蜗轮蜗杆螺旋齿部分的强度总是高于蜗轮蜗杆轮齿的强度，所以，失效经常发生在蜗轮蜗杆轮齿上。蜗轮蜗杆为青铜材质的蜗轮蜗杆副金属相容性较好，摩擦因数在0. 05-0. 1之间变化，蜗轮蜗杆传动几何公差和表面精整的要求也较低。但青铜蜗轮存在以下缺点:有色金属价格相对较高而且加工工艺复杂;铜和钢的接触耐磨性较差，重载工况下磨损严重;青铜合金蜗轮蜗杆的接触/抗弯强度低于合金钢。因此，蜗轮蜗杆材料青铜合金的替代材料具有很大的研究价值。钢制蜗轮蜗杆钢材具有较好的力学性能，因此，钢制蜗轮蜗杆可应用于对力学性能要求较高、存在一定冲击的重载蜗轮蜗杆传动中。在蜗轮蜗杆以钢代铜的实践中，一个非常突出的问题就是如何解决钢一钢蜗轮蜗杆副可能出现的胶合问题。在表面处理中，渗氮是一种提高表面耐久吐的传统方法。对钢42CrMo4进行气体渗氮处理，结果表明，渗氮处理可以显著提高基体的耐茹附磨损性能。与气体渗氮相比，低温等离子渗氮处理(NIP)可以得到致密的渗层，有更高的耐磨性、耐蚀性和抗疲劳性能。为了防止或减轻在反复的滚动滑动接触中材料表面的胶合，增加材料表面的硬度以及减小其摩擦因数是非常重要的。许多研究者已经制备出能够显著降低表面接触紧密性的涂层，在钢制的蜗轮蜗杆齿面上生成WC/C,WC-CrN,DLC(类金刚石)涂层是非常有应用前景的。http://www.zbdongxing.com/