高分子材料的耐磨性范例(12篇)
高分子材料的耐磨性范文篇1
关键词：超高分子聚乙烯管材；力学性能；二次加工；抽油管应用
与其他材料相比，塑料具有质量轻、耐腐蚀、比强度高、电性能优异等特点。聚乙烯是世界塑料品种中产量最大、应用面最广的品种，而其中的超高分子聚乙烯具有突出的高模量、高韧性、高耐磨、自性优良、密度低、制造成本低廉等特征，它的耐磨性在已知塑料中名列第一，比聚四氟乙烯高6倍，比聚氨酯也高6倍。鉴于超高分子聚乙烯防腐蚀、高耐磨的优点，决定开发一种适合在抽油管中使用的聚乙烯管材，以解决长期以来一直存在于抽油杆与油管之间的磨损问题。
1超高分子聚乙烯管材的研制
1.1设备的选择
在选择挤出管材设备时，主要考虑了以下因素：
①喂料系统增加自动搅拌功能，提高进料推力。
由于超高分子聚乙烯融化后粘度较高，必须增大喂料段输送能力。
②改进挤出机螺杆螺距和长径比，增加螺杆对原料的推力。
由于超高分子聚乙烯流动性较差，生产普通塑料的挤出机螺杆不能达到使用要求，因此改进螺杆的设计参数，避免原料输送不畅、熔融效果差造成的产品性能达不到要求。
根据上述原则，研制出独具特色的超高分子聚乙烯单螺杆挤出装置。
1.2管材挤出
在设备调试完成后，通过大量的参数优化试验，确定了机筒挤出温度（见表1）和牵引速度。
根据管材直径的大小，调整牵引速度，直径越小，牵引速度越大；管材直径越大，牵引速度越小。速度过慢，影响生产效率，达不到产能要求；速度过快，不符合管材表面光洁度和几何尺寸要求，影响产品质量。经过一段时间的试验与调整，上述两种规格的管材牵引速度最佳值确定在0.30-0.45mm/min。
1.3模具表面处理形式确定
模具是挤出机生产线关键部件之一，它的性能直接影响着管材的表面质量，使用寿命的长短影响着生产的正常运行。在生产线试运行初期采用的模具表面是镀铬处理，一般使用5天左右管材表面变得粗糙，管材壁厚尺寸不稳定，拆卸模具发现其表面粘一层白色降解物（如图1所示），这意味着模具表面首先变得粗糙，因此挤出的管材表面粗糙度也就达不到要求了。经过研究，了解到特氟龙涂料具有耐高温、不粘、耐磨损的特性，把模具表面处理形式由原来的镀铬改为喷涂特氟龙（如图2所示）。特氟龙涂料是以聚四氟乙稀为基体树脂、独一无二的高性能氟涂料，结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有独特的综合优势。特氟龙分为PTFE、FEP、PFA、ETFE几种基本类型：
①特氟龙PTFE：PTFE（聚四氟乙烯）不粘涂料可以在260℃连续使用，最高使用温度290―300℃；
②特氟龙FEP：FEP（氟化乙烯丙稀共聚物）最高使用温度为200℃。
③特氟龙PFA：PFA（过氟烷基化物）不粘涂料的优点是具有更高的连续使用温度260℃，更强的刚韧度，特别适合使用在高温条件下防粘和耐化学性使用领域。
④特氟龙ETFE：ETFE是一种乙烯和四氟乙烯的共聚物，该树脂可在150℃下连续工作。其中，特氟龙PTFE涂料适合超高分子聚乙烯管材挤出的工况，因此我们选用了该种涂料，涂层膜厚为30±5μm。经过使用验证，不但使用寿命大大延长，由原来用5天拆卸一次模具延长到现在的30天，挤出管材粗糙度完全满足要求，挤出速度和稳定性都大有提高，大大减少了生产辅助时间。
1.4管材测试
超高分子量聚乙烯管材挤出后，首先观察表面粗糙度是否符合要求，然后对管材外径、壁厚尺寸检测，均合格后送到国家化学建筑材料测试中心进行实验室检测，各项性能指标如表2所示。
经过与《塑料-原料与助剂》[1]中数据进行对比，完全符合要求。
1.5二次加工工艺性
聚乙烯管材二次加工工艺流程如下：管材挤出以后，通过减径机减径穿入钢制油管中，一段时间后恢复原直径，使之涨贴在钢制管壁上，形成管中管结构；为了使塑管与钢管固定，使用时不发生相对运动，保护钢管表面不与腐蚀性介质接触，塑管在钢管端部进行翻边固定，不易脱落，至此复合油管制造完成，投入现场试验。
2超高分子聚乙烯复合油管应用情况
该复合油管先后在胜利油田、江苏油田等地使用，效果较好，尤其是华东分公司采油厂2013年以来在一些管杆偏磨严重的井使用该复合油管，与抽油杆防偏磨接箍工艺配套，取得了明显成效。如兴1井、QK-118、QK-121、QK-122、草15、QK-36等井，经过3年的试用跟踪（见表3），内衬油管产品在油井防偏磨上效果十分显著，有效地控制了因偏磨而造成的免修期短的问题。
从表3中可以看出从2013年开始，通过在苏北5口油井使用该复合油管和防偏磨接箍。跟踪分析至2015年10月，有4口井修井周期超过400天，有效地延长了整套管柱的使用寿命。不仅大幅度减少作业费用，也大大降低了材料成本，同时还提高了采油时效。
目前，超高分子聚乙烯复合油管已在胜利油田大面积推广使用，并且逐渐拓展到新疆、中原、吉林、辽河等国内各油田，部分产品出口到国外，使用前景非常乐观。
3结论
①超高分子聚乙烯管材经权威检测机构国家化学建筑材料测试中心检测，各项性能指标完全符合该种材料要求；
②经过试验，该种管材二次加工工艺性达到预期要求，成型美观，达到使用要求；
③现场使用证明，该管材在抽油管中防腐蚀和耐磨性能好，大大延长修井周期。
高分子材料的耐磨性范文篇2
［中图分类号］TU721.3［文献标识码］A［文章编号］1727-5123(2011)03-070-02
耐磨地坪的优点有：具有很高的强度和耐磨性、防尘、增加地面的防油性、缩短工期。无施工污染，机械化施工，平整度好，抗冲击强度高，耐压耐磨，水磨石的替代品，低廉持久。用途：地面硬化剂用于须耐磨且防尘的工业地面，例如：仓库、码头、厂房、停车场、维修车间、车库等须高度耐磨损的地面及其它重型机械行走的场所。颜色：水泥原色、灰色、绿色、红色。莫氏硬度：非金属地面硬化剂地面是7～8金属地面硬化剂地面为8。28天强度：非金属地面硬化剂地面80Mpa金属地面硬化剂地面91Mpa。启用时间：48～72/小时后可以开放行走；7～10天后轻型货车可以行驶；28天后可以正常使用。金刚砂耐磨地坪表面形态：亚光。使用年限：8年以上简介：地面硬化剂可分为两种，一种为非金属地面硬化剂，另一种为金属地面硬化剂，两种硬化剂是非金属或金属骨料与标准波特兰水泥及其他渗合料组成，开袋后即可使用。正是因为耐磨地坪具备以上优点，南京地铁二号线马群基地原大库设计的地坪为聚氨脂改为了耐磨地坪。
1工程概括及材料准备
南京地铁二号线马群车辆段的停车列检库、联合检修库、内燃机库、备品配件库一层地面和部分楼面采用耐磨地坪。具体做法为：①水泥色金属砂耐磨面层；②80厚C30细石混凝土，纵横向3M留设分格缝(分格缝采用埋设18mm高3mm宽塑料分格条)；⑧0.6厚SY-PET防水卷材防潮层(楼面采用地面清理后就可以施工耐磨面层)；④150厚C20混凝土，内配Ф6.5双向钢筋，中距120，随打随抹光(联合检修库定临修库本层厚度200mm)；⑤100厚碎石垫层(5、楼层清理)；⑥素土夯实。
耐磨骨料采用西卡建筑材料有限公司生产的SikafloorHardener地面硬化剂，颜色根据设计要求采用灰色。骨料以每平方米不少于5公斤的用量，将其撒布在初凝的混凝土表面，经机械镘抹作业使之成为一个整体，从而获得厚度约3~4mm且具有良好的耐磨、防尘和美观性能的耐磨硬化楼面。
在施工前期准备阶段，应做好施工机具及混凝土选料及材料准备等工作：
1.1除使用随捣随抹混凝土地面的常规机具处，另准备以下机具。①根据合同约定现场混凝土采用嘉盛混凝土的商品混凝土，砼采用振捣工具采用插入式振动棒。②泌水工具：橡皮管或真空吸水设备；⑧平整出浆工具：中间灌砂的Ф150钢管，长度大于地模宽度500mm以上，两端设可转动拉环；④墁光机：底盘为四叶钢片，可通过调整钢片角度(用于较软面层时角度小，用于较硬面层时角度大)压光地面面层；⑤激光水平仪：为保证面层平整度，采用激光水平仪跟踪进行控制。
1.2在混凝土浇筑前，人员、材料、设备必须到达施工现场，并按分仓面积计算材料用量，预先堆放好地面硬化剂材料。
1.3强度等级：根据设计要求采用C30，泵送混凝土的坍落度控制在120～140mm；混凝土坍落度允许的偏差范围控制在±10mm以内。
1.4施工照明：在夜间施工时，照明应予以保障，确保收光时无痕迹。在室外施工时，应注意天气，若遇下雨，应停止施工。如施工现场温度低于0℃或一天24/小时中有部分时间段低于0℃，则应停止施工。
2基层处理及分隔条粘贴
停车列检库库房、联合检修库大库及两大库东、西附房、备品配件库、内燃机车库一层地面基层应根据设计、规范要求进行施工。①素土夯实，采用分层回土，每层厚度应控制在30～50cm范围，并采用机械碾压或人工打夯来保证土方密实度，确保土方密实度符合设计要求(现场第三方检测)；②100厚碎石垫层，采用2～4cm粒径碎石粗骨料均匀平铺，并用机械碾压或人工夯实。③150厚C20混凝土，内配Ф6.5双向钢筋，钢筋间距按120mm设置(目的是防止地面出现大面积裂纹及沉降)混凝土面随打随抹光(联合检修库定临修库本层厚度200MM)。④待混凝土基层具备一定的强度后，就可以进行0.6厚SY-PET防水卷材防潮层施工。先将基层湿润，配制水泥胶粘接剂，搅拌均匀后直接涂刷在基层上，然后按既定的顺序铺贴，对于复杂部位、边角处应做加强处理。
备品配件库二层、材料备品库二层楼面施工前应先将基层作清理，用机械将楼板表面浮浆、砂灰等打碎剥离，清扫至场外，表面灰尘水冲干净，表面凿毛，柱脚、墙边等细部用人工清理，保证基层清洁无杂物，洒水使基层湿润，表面不应留有积水。以上措施是为了避免找平层空鼓、表面开裂等现象。
考虑耐磨楼地面的平整度，楼地楼面采用塑料分隔条分仓，纵横向按不大于3x3m留设分格缝，分格缝采用埋设18mm高3mm宽塑料分格条，采用激光水平仪跟踪进行控制分隔条高度。分隔条作为混凝土浇注控制标高。因联合检修库、停车列检库库内柱距为9m，故按柱间3条平均分隔。横向间距因轨道原因，按2.2m间距分隔；其他室内间距按实际尺寸进行调整。
3混凝土及耐磨面层施工
混凝土浇筑前，对清洁干净的基层表面满刷素水泥浆，水泥浆随浇随刷，需保持在混凝土浇筑前处于未凝结状态。为减少泌水，应控制水灰比和坍落度，商品混凝土利用溜槽配合人工卸料。混凝土浇注应按设置好的分隔条分区段进行，应特别注意分仓缝连接处和设备基础边的处理。
混凝土一次性浇筑至标高，局部未达到标高处利用混凝土料补齐并振捣，严禁使用砂浆修补。使用平板振捣器振捣。使用较重的钢制长辊(钢辊长度最好与分仓板块宽度一致)，多次反复辊压，无法使用长辊作业的柱、边角等部位用木抹拍浆可采用刮板，混凝土刮平后水泥浆浮出表面至少3mm厚，其最终的目的都是为确保地坪的平整度控制在规范要求的范围内。混凝土振捣后使用激光水平仪检测模板水平情况，对偏差部位及时进行调整。混凝土浇筑完毕，采用橡皮管或真空设备除去泌水，重复两次以上后开始耐磨材料施工。
耐磨材料撒布的时机随气候、温度、混凝土配合比等因素而变化。判别耐磨材料撒布时间的方法是脚踩其上，约下沉5mm时，即可开始第一次撒布施工。墙、柱、门等边线处水分消失较快，宜优先撒布施工，以防因失水而降低效果。
将Sikafloor⑧QuartzTop按3kg/m2(第一次撒布量约全部用量的2/3，总量约5KG/m2)。用手工均匀地撒播到找平层的混土上；不能用力抛而致分离，撒布后即以木抹子抹平。耐磨材料吸收一定的水份后，视混凝土的硬化情况，进行至少三次圆盘机械镘抹作业，机械镘抹的运转速度和机械镘的角度变化应视混凝土的硬化情况而作出调整，机械镘抹作业应纵横交错进行。于靠近模板、立柱、门口、墙壁、凹坑等边角地方比其它地方初凝早，且机械不易施工，应考虑加快边角部位的处理时间，并采用人工抹平。此阶段应注意不宜搓抹过度，绝不可搓至表面平滑。
第一次粗光抹平后一小时左右进行第二次撒布，第二次份量按2kg/m2均匀适量撒布(通道部分或交通频繁的使用区域，在撒布材料时应按标准材料用量再增加1～2kg/m2)，在大面积撒布的同时，对泛浆、泛白的部位加大撒布量，对有缺陷的部位重点修补。第二次干撒的耐磨骨料吸收水分后，用同样的方法进行粗平。粗平结束后，对地坪进行局部整修。先用靠尺或平直刮杆衡量平整度，并调整第一次撒布不平处，第二次撒布方向应与第一次垂直。撒布后立即抹平，墁光，并重复墁光机作业至少两次。墁光机作业时应纵横向交错进行，均匀有序，防止材料聚集。边角处用木抹子处理。
面层材料硬化至指压稍有下陷时，墁光机的转速及角度应视硬化情况调整，墁光机进行时应纵横交错3次以上。第二次撒布的材料同样会吸收水分而变暗，此时再用抹光机圆盘进行搓抹，注意搓抹时的施工方向应与第一次垂直。两次撒料的目的是由此保证材料的覆盖面及渗透结合的均匀程度。耐磨地坪的平整度要求为2m见方最大偏差3～5mm，同标高极高点与极低点的最大偏差不大于20mm。尽量避免龟裂、脱皮或起砂现象。墁光机作业后面层仍存在抹纹较凌乱，为消除抹纹最后采用薄钢抹子对面层进行有序、同向的人工压光，完成修饰工序。
4质量控制要点
4.1硬化剂的施工时间控制十分重要，要特别注意当基层混凝土达到施工条件时准备好足够的人力、设备和材料进行混凝土浇筑的连续作业。
4.2在硬化剂施工的过程中，不宜加入额外的水分，否则可能影响地坪的质量。
4.3在间隔分仓施工时，应将分仓边缘被抹光机溅出的浮浆及时擦洗干净，防止浮浆硬化后影响分仓拼接处的美观。
4.4分隔浇筑的边角和横向切缝处会承受较为严重的磨损和冲击，这些部位在面层处理前需要采取额外的保护措施。
4.5混凝土浇筑过程中，应安排人员监督检查商品混凝土的配比及原材料质量，检查混凝土的标号，现场设专人定期抽查混凝土的坍落度和外观检查，以此来控制混凝土的搅拌质量。
4.6混凝土浇筑分仓按序进行，防止因混凝土凝结时间不均衡而导致无法进行规模机械镘抹施工。
4.7在浇筑梁板混凝土时，应组织两个浇筑班组轮换作业，并根据工程特点增加振动设备和人员，减少设备移动延误施工，同时设专人跟随浇筑梁板的班组旁站监督，确保混凝土浇筑质量符合要求。
4.8振动器应做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使混凝土上下振捣均匀，确保混凝土振捣密实度。
4.9对混凝土表面处理。当混凝土振捣完毕后，用2m长的木刮杠按设计标高进行找平，并随刮随拍打使混凝土沉实。然后用木抹子再反复搓抹，提浆找平，使混凝土面层进一步的密实，最后在进行一道整体的表面磨光作业。
5检查验收及后期养护
收光后立即用SikafloorProSeal22(参考产品说明书)封闭和养护Sikafloor@QuartZTop。
上述数值取决于混凝土达到设计的使用强度，并受环境条件变化影响。
耐磨楼面施工完毕后，为防止其表面水分急剧蒸发，确保耐磨材料强度稳定增长，应在完成的4～6/小时内在其表面涂敷专用养护剂，进行前期养护。目的是保持混凝土中的潮湿，防止过快脱水影响强度。
养护液与自来水的配比应为1:8，搅拌均匀涂刷。具体用量及施工为：在耐磨骨料的地坪抛光完毕，干燥一小时后涂刷第一遍养护液，用量为0.1～0.2kg/m2，采用专业地坪养护液进行养护处理，能防止其表面水分的激剧蒸发，保证耐磨地坪强度稳定增长。
耐磨地坪铺设完成后28天完全固化，各项性能指标开始保持稳定，地坪处于良好的使用状态。应对地坪的质量做检查：
5.1耐磨地坪层与基层之间附着牢固，不空鼓。(检验方法：观察检查、小锤敲击)
5.2耐磨地坪表面不积藏灰尘、污垢。(检验方法：观察检验)
5.3耐磨地坪表面耐磨性能良好。(检验方法：现场取样)5.4地坪抗冲击(检验方法：用一公斤钢球从一米高处落下，不允许地坪有裂纹)
5.5耐磨地坪厚度与设计厚度的允许偏差为10％，计算各抽样检查的平均厚度为耐磨骨料地坪厚。
5.6耐磨地坪颜色大面积一致，至少达到80％颜色相同的行业标准。
5.7抽样检查点数的确定，依据(GB50209-95，2.0.8)每100m2确定一个检查点，不足1000m2按1000m2计算。
高分子材料的耐磨性范文
论文摘要：在深井超深井勘探过程中，由于径向力、涡动、横向振动等因素的存在，随着钻井时间的增长，钻柱作用于套管内壁的侧向力增大，导致套管和钻具接头磨损的问题越来越严重。造成钻具耐磨带失效的主要原因有地层研磨性、钻杆的井下工况、耐磨材料选择与敷焊工艺的影响。选择合理的耐磨材料与敷焊工艺对解决钻具耐磨带失效问题非常重要。
Keyword：Wearproofgirdle、Drillingrig、Unalterablefoundationcompoundmetalpowder、Weldingwire。
Abstract：Belivinginthedeepwellultradeepwellprospectingprocess，Sinceradialdirectionforce、Eddyisstird、Elementssuchashorizontalvibrationandsoonbeing，Inthewakeofwelldrillingtimetheincrease，Theaugerpostwritingsisusedthecasinginsidewallcrossrangestrenuouslytobroaden，Itismoreandmoregravetocausecasinganddrillingrigtojointhewornoutproblem。Createthemainreasonofwearproofbriningfailureofdrillingrigtopossesslayerabrasivity、Thedrillpipeoperationalmodeundertheshaft、Wearproofstuffselectiontogetherwitheffectapplyingsolderer'sskill。Itisverymuchsignificantagainstappliessolderer'sskilltothewearproofgirdlefailureproblemofsettlementdrillingrigtochoosetherightfulwearproofstuff。
引言
石油钻具接头耐磨带喷涂焊技术在世界石油企业中已经应用很多年了，最初目的是为保护钻杆接头，提高其耐磨性能，其效果也较好。在上世纪90年代，根据生产的需要，又提出了需要保护下井的套管，减少对其的损害，为油井的长期生产提供保障。现在则提出了两方面的要求，不仅能保护钻杆头，延长其二次喷涂周期和使用寿命，而且能最大限度地保护好下井的套管，减少因套管磨损引起的泄漏事故带来的损失。此外，随着钻井技术的进步，深井、超深井、从式井、大斜度井、水平井逐渐增多，不仅要达到在裸眼井中钻进时，其耐磨性较好，而且在套管中钻进时对套管磨损少的苛刻要求，对钻具接头的耐磨性提出了越来越多的要求，对目前的耐磨带材料提出了更高的要求。因此，必须针对不同类型钻井施工的需要慎重选择和使用耐磨材料，才能适应不同类型钻井生产的需要。
一、钻具接头偏磨和耐磨带失效的原因
1、地层研磨性强
钻杆在工作过程中，其外壁尤其是接头部位要与井壁或套管接触，承受剧烈的磨料磨损，特别是下部目的层段使用屏蔽暂堵钻井液时，钻杆工作在含砂多、粘度高、相对密度大，并且有一定腐蚀性的钻井液中。因此钻杆在承受磨料磨损的同时还承受冲蚀磨损，从磨损机理来说，钻杆的磨损主要是显微切削，同时兼有腐蚀作用。因此钻杆在旋转钻井过程中，接头外壁很容易发生磨料磨损失效。磨料磨损失效与敷焊材料的硬度和地层硬度的相对大小、钻杆构件与井壁的相对运动速度、材料特性、载荷情况、表面粗糙度、温度及润滑等因素密切相关。分析认为地层研磨性强、长裸眼井身结构容易使钻杆偏磨、耐磨带失效几率增加。
2、钻杆井下工况影响
钻杆在井内以转盘的转数按顺时针方向绕自身轴线旋转时，由于离心力的作用钻杆接头均有贴向井壁的可能，与井壁间产生摩擦力，整个弯曲的钻柱各处接头将会以各自所处的条件，以一定的转速按反时针方向绕井眼轴线旋转。反转运动普遍存在，钻杆在筒形井壁中反转运动更多的是带滑动的滚动，这是钻杆接头外径和耐磨带磨损的根本原因。钻杆耐磨带的磨损与井眼轨迹变化、井壁岩石性质和泥浆性能关系密切，反转运动的直接后果是使钻杆偏磨和磨损。钻杆的井下旋转的不定性、与井壁摩擦、碰撞、磨削的客观存在必然影响着钻杆偏磨及耐磨带失效。反转运动是不可避免的，反转运动的存在使钻杆在井下旋转工况恶化而引起接头偏磨和耐磨环失效。
钻具反转运动示意图1
二、耐磨材料的选择及敷焊工艺
1、钻具接头外表面的磨损机理以显微切削为主同时兼有腐蚀作用。对于这种磨损其基本对策是大幅度提高钻具接头工作面的硬度。一般接头寿命约为管体寿命的几分之一，如果在接头外径部分敷焊耐磨带，可大幅度提高钻具接头的耐磨性，延长使用寿命。为了提高钻具接头的使用寿命，其外表面喷涂耐磨合金带的方法在国内外已被广泛采用。目前我国的钻具耐磨带敷焊材料主要以美国安科公司的100XT、300XT和国产金凌达的2-55、3-60焊丝以及铁基自熔性合金粉Fe14、Fe90为主。
国内目前常用的钻具耐磨带敷焊材料表
2、应用等离子弧焊技术，采用具有较小的摩擦因数，且具有一定硬度(HRC52)的焊料施焊钻具，不仅降低钻具的旋转阻力，增大钻具扭矩，延长钻具使用寿命，而且对套管也具有一定的保护作用。
2.1等离子弧粉末喷焊的工作原理
氩气通过电磁阀和转子流量计进入喷枪，在喷枪钨阴极与水冷紫铜喷嘴之间借助高频引燃非弧，在阴极与接头之间，借助非弧过渡引燃转弧。等离子弧粉末喷焊是利用氩气等离子弧产生的热量，在钻杆接头表面形成熔池，借助刮板式送粉器将合金粉末吹入电弧中，在弧柱中被预热熔化，喷射到熔池内，随着喷枪与接头的相对转动，合金熔池逐渐凝固，通过调节工艺参数，可在接头上获得需要的耐磨带。采用铁基粉类等离子喷涂堆焊耐磨带，敷焊时不预热，通过自动线输送到室外。在冬季室内外温差很大，焊后在钻杆接头的端部采用铝一硅棉保温套保温，保温套应该保持一直到钻杆接头的温度下降到66°C以下为止，否则会接头耐磨带边缘处有微小裂纹，在钻进过程中发生刺穿事故。
2.2等离子喷焊技术参数的调整
电控操纵柜主要由气路单元、计数器控制单元、可编程控制器单元和参数调节单元组成。送粉气给送粉通道一定压力，保证合金粉末畅通无阻地送到喷焊熔池内；离子气通过气管线进入喷枪，在间隙中电离产生火花。计数器用于控制喷焊耐磨带的起止位置。可编程控制器单元是程控系统的核心，提供本系统的程检、手动和自动控制程序。参数调节单元可对影响耐磨带质量的参数进行调节。
耐磨带接口可通过调节计数器数值和转弧电流衰减旋纽进行控制，耐磨带接口既不能存在间隙，也不能重焊太多。转弧衰减电流调试成功后，计数器数值调到比1430大515，可得到光滑平整的接口。
耐磨带宽度利用摆动机构控制。通过调节摆动器滑块在偏心轮上的偏心距来改变摆幅，来获得符合要求的焊缝，对于127mm钻杆，摆幅调为3O—40mm。
耐磨带厚度的控制是通过调节送粉电压和转动电压。提高刮板式送粉器电机的电枢电压增加送粉量，耐磨带厚度增大，反之厚度减小。转动电压升高，卡盘转速加快，可使耐磨带厚度减小，反之厚度增大。对于127mm钻杆，转动电压调为15V，送粉电压调为2OV，可将耐磨带厚度控制在2～3mm。
3、国产合金焊丝是一种新型的耐磨带材料，与合金粉相比硬度高、耐磨性好，现在已经广泛应用于各油田。这种材料敷焊的钻杆接头耐磨带摩擦因数小，可以在钻杆接头与套管间形成摩擦副，不仅有效地保护钻杆接头和套管，而且降低了钻具旋转阻力，增大钻杆的扭矩。它价格相对低廉，焊接工艺简单，只要在传统焊机的基础上进行改造即可进行生产；焊时无需预热，具有重复可焊性。在裸眼钻井环境下，更有效地保护钻杆接头，减小磨损。
两种工艺需要的设备存在不同点，等离子弧焊设备中两台电源和高频柜将不能在送丝焊中使用。但是，在较长一段时间里，这两种喷焊方式还将共存。因此，需在等离子弧焊设备的基础上，进行部分改造，同时增加部分焊丝设备，能够方便地进行两种喷涂方式的转换、衔接，以达到能分别满足两种喷涂工艺的要求。
3、1对等离子弧焊设备进行了部分改造：
1）、调整了夹紧钻杆接头装置，并且具有了能够在焊枪下旋转钻杆接头的功能，把转速限定在60-210秒/转，而且可以微调；
2）、焊接设备能带动焊枪自动摆动功能，摆频为30-90次/分，摆幅15-40mm可调；
3）、焊枪垂直于钻杆轴线，偏离中心5-40mm，保证焊接时焊枪处于上坡状态，有利于焊接时观察焊接质量；
4）、对冷却水泵进行流量重新调节，能满足新喷焊工艺需要。
3、2增加的设备有：
1）TKR-500自动气保护焊机电源一台；
2）自动送丝机一台，速度可调，根据钻杆旋转速度和耐磨带厚度，速度控制在6-12m/min之间，调节压丝轮压紧度适中，不能使焊丝变形，
3）风冷和水冷焊枪各一只；
4）、在两种喷涂设备之间，增加了转换装置，可以在30分钟内方便地完成转换，衔接也很方便。
3、3设备改造后的性能：
1）具备粉末喷焊和送丝焊两种功能，焊接方式可以互相转换；
2）可以应用各种型号、品牌的焊丝；
3）能根据用户要求，焊出合格的耐磨带。
3、4、技术参数调整
合金焊丝是比较新的工艺，需要选择合适的焊丝、以及对焊接电压与电流大小、转动电压、转动速度、摆动电压、摆动宽度、氩气流量、导电嘴距工件高度、送丝速度等各种参数进行对比调试，以达到最佳效果。
其中，焊接电流、焊接电压、转动电压、转动速度的大小对焊丝的融化速度和成型质量有决定性影响，如果焊接电流、焊接电压参数值过大，超过320A、32V以上，则会使焊丝融化速度过快，焊丝散热不均匀，来不及均匀敷设在接头表面，从而使形成的耐磨带呈现起伏不平的连续小堆状，不光滑，外观质量差；而低于240A、25V，则会使焊丝融化速度过慢，导致散热速度快，在融化后的焊丝未均匀铺开，达到预定的形状前就固定成型，呈现不连续的多点状，使外观不均匀、不整齐；
而转动电压和转动速度与钻杆的转动速度及融化后的焊丝在接头上的均匀性、光滑性密切相关，超过12米/分则会使融化后的焊丝在接头上呈现连续的正（余）弦线状，而低于6米/分则会几乎成平行线，都是不符合要求的。因而，在6米/分—12米/分之间送丝速度能喷焊出较好的效果。采用的速度是9米/分，达到了最佳效果。
导电嘴距钻杆接头的高度十分关键，过高会造成电流焊接减小，焊丝与接头本体融化速度慢，与钻杆接头无法融合到一起，使焊带的焊接质量无法保证；过低使焊接电流过大，使焊丝在导电嘴内部融断，直接附着在导电嘴内，并在其内形成闭和回路，使导电嘴在很短的时间内烧毁，使喷焊作业无法继续进行。通过多次调试，获得了最佳的导电嘴距工件高度15－18cm，能使焊丝喷焊质量达到最佳效果。
而摆动电压、摆动宽度、氩气流量与常规喷粉焊接基本一致，不需要做较大的调整就可以满足正常的使用要求。
通过多次调试，找到了以上各种参数的最佳值：
焊接电流：270-300A
焊接电压：27—29V
转动电压：15－20V
转动速度：4--5分钟
摆动电压：20V
摆动宽度：33－35㎜
氩气流量：15L/MIN
导电嘴距工件高度：15－18cm
送丝速度：9米/分
枪摆速度大约60-90次/分
推荐的焊丝焊接参数图示
“焊枪置位”
“X”距离范围1/2”到1-1/2”（12.7mm-38.1mm），
距离公差±0.015”(0.38mm)
此外，在两种喷焊方式的转换过程中，不需要进行大量的调试工作，在30分钟内即可完成，投入正常工作。
在室外温度在-5℃寒冷条件下进行普通的钻杆接头等离子喷焊后，为避免焊后耐磨带内的焊接内应力，防止焊后裂纹产生，需要进行保温处理。采取的保温措施是用石棉保温套戴在耐磨带上，直到降至室温为止。
国产的金达凌EFD-2-55(相当于ARCNO200XT)系列产品，在研发过程中已经充分考虑到了为达到在国内各种环境温度下焊后不出现应力裂纹的要求，所以对焊丝配方进行了专门的研究、攻关，确保了焊后不需要采取特殊的保温措施，仅仅是在焊后进行室内缓冷，达到室温即可投入使用。而对接头材质为AISI4145HT、1340HT来讲才需要采取非常严格的保温措施，如石棉缠绕耐磨带等。
金达凌EFD-2-55耐磨带经过试验和现场使用证明，与钢质钻杆接头相比，套管磨损减少86％；与经过碳化钨处理的钻杆接头相比，套管磨损降低76％；摩擦因数的减小，使钻具旋转阻力、扭矩增大30％，节省燃料消耗10％；在裸眼钻井环境下，更有效地保护钻杆接头，减小磨损。
4.4、安科耐磨带
ARNCO公司推出新耐磨带材料ARNCO200XT，敷焊ARNCO2O0XT的钻杆不仅降低了钻杆接头本身的磨损，还有效地降低了套管的磨损。这种焊丝是一种低摩擦因数的碳化铬铁合金材料，该化合物具有较小的金属和金属之间的磨损率，适度偏高的耐磨性能。ARNCO200XT与碳化钨耐磨带相比可使套管磨损率下降75～85％。既能有效地保护套管，又能延长钻杆接头的使用寿命。另外，碳化钨耐磨带为了防止其过度地磨损套管，焊接要求高，而敷焊ARNCO200XT耐磨带后的钻杆接头外圆直径大于接头外圆，避免了接头与井壁或套管直接摩擦，且不必经过特殊热处理，就能够在原来的耐磨带上敷焊新的ARNCO200XT耐磨带，能方便修复磨损的耐磨带。使用ARNCO200XT耐磨带的钻杆与井壁或套管摩擦因数降低，大大减小了阻力和扭矩，同时降低了转盘的能耗。迄今为止，该技术已经在世界各地得到了应用，在深探井、特殊井技术套管防磨方面起到了很好的作用。随后，又开发出ARNCO1O0XT钻杆接头耐磨带材料，ARNCO100XT是对ARNC200XT的改进。因ARNCO200XT在敷焊过程中易产生微裂纹，虽然在使用过程中没有影响，但重新敷焊时则要将有裂纹的部分全部铲掉。而改进的ARNCO1OOXT耐磨带不仅对套管磨损降为最低，而且在裸眼井中，它的耐磨性与碳化钨相当，提高钻杆接头寿命300%；同时保护套管与钻杆接头，并可在原先残存的碳化钨耐磨带上继续加焊100XT；可用于新、旧不同尺寸的各种钻杆工具。在美国权威机构MAUREENGI—NEEDEA一42套管磨损研究中证明，ARNCO耐磨带技术既可以用于保护钻杆接头，延长其寿命，也能保护套管，减小磨损。实践证明，以尽量减少套管磨损为主，允许钻杆接头耐磨带适度磨损的材料设计原理是科学的。
2003年初安科公司推出了“第3代”产品300XT钻杆接头耐磨带。这种耐磨带不同于早期的100XT和200XT耐磨带，属于无铬金属的铁基合金，含有镍、硼、铌等元素，并有一些其他的合金成分，能形成很好的熔池效果，特别适应于在极度研磨的裸眼地层钻进。能将套管磨损状态降至最低程度；以耐磨带的磨损代替了钻杆接头和套管的磨损，并在裸眼井钻进时的抗磨效果几乎等同于碳化钨，确保钻杆接头和套管之间的理想摩擦和均衡保护，采取高度为2mm“凸起”堆焊方式，使摩擦由耐磨带负担，并且300XT可以堆焊在过去原有的100XT和一些其他公司出产的耐磨带之上；耐磨寿命长，大大减少了起下钻、重新修焊和往返运输的时间及成本。
结论
1、等离子弧喷焊的弧柱稳定，热量集中，热能利用率高；可控性好，能控制热量过渡，冲淡率低；接近单丝自动焊，熔敷率高。它敷焊熔深小、无夹渣、不易产生裂纹和气孔。但是Fe14铁基粉耐磨带有明显的裂纹、咬边现象，使用寿命不如合金焊丝。主要原因是耐磨材料偏软，较高碳含量致使涂层组织中弥散分布的碳化物、硼化物硬质相的过共晶莱氏体等碳冷裂，敷焊材料没有针对长裸眼井身结构、地层的强研磨性的具体情况。
2、国产合金焊丝是一种新型的耐磨带材料，与合金粉相比硬度相当、耐磨性更好，现在已经广泛应用于各油田。这种材料敷焊的钻杆接头耐磨带摩擦因数小，可以在钻杆接头与套管间形成摩擦副，不仅有效地保护钻杆接头和套管，而且降低了钻具旋转阻力，增大钻杆的扭矩。
高分子材料的耐磨性范文篇4
[关键词]玻璃离子水门汀（简称玻璃离子）;抗压强度;耐磨性
在口腔应用历史悠久的充填修复材料是银汞合金,玻璃离子水门汀（简称玻璃离子）由于抗压强度及耐磨性较低而使用局限。但随着科技的发展,玻璃离子抗压强度及耐磨性的提高,加上其与牙体组织的化学粘接性及色泽与牙齿接近的优势,其在口腔充填修复中越来越被较多的使用。
本人长期从事牙体的充填修复工作,在常规使用银汞合金的同时,也使用玻璃离子、复合树脂等,目前常用银汞合金和“而至富士Ⅸ”玻璃离子。为何偏爱“而至富士Ⅸ”玻璃离子呢,是因为除了其粘接性和易操作性外,其抗压强度及耐磨性也相当高,能够满足充填修复的基本要求。本人在临床中有意作了一些对比,情况如下,供大家参考:
1资料与方法
1.1临床质料:本人2008年充填的后牙Ⅱ类洞型牙体,分乳牙和恒牙两类。采集方法是对2008年后牙Ⅱ类洞型充填已复诊患者的登记和充填后在13个月内的回访。因回访到的数量有限和复诊的大多是有问题的,所以统计结果反映的情况比实际的要明显得多。
1.2分组方法:按照随机原则,本人在2008年以单、双日分别对后牙Ⅱ类洞型进行不同方式充填,即单日的行银汞合金充填;双日的则行"而至富士"玻璃离子充填。
2结果
表1乳牙组
表2恒牙组
2.1乳牙组示:银汞合金充填牙齿充填物全部脱落要多些,玻璃离子充填牙齿充填物缺损偏多,磨损都不明显。
2.2恒牙组示:银汞合金充填物易全部脱落,玻璃离子充填牙齿缺损比例比银汞合金稍高,磨损都不多。
3讨论
3.1Ⅱ类洞型的牙齿因牙体组织缺损多,且缺损包含有牙体形态的边缘部分,充填后缺损脱落相对较多,比较此洞型充填后的充填物及牙体组织缺损脱落结果相对明显。
3.2银汞合金充填是靠物理机械力固位,玻璃离子充填除有物理机械力固位外,它和牙质、牙本质还有化学粘接力固位。所以银汞合金充填物容易随牙体组织的缺损而全部脱落,缺损少是因为抗压强度高;玻璃离子充填物因多了化学粘接力而不容易脱落,而缺损比例稍高表明玻璃离子抗压强度比银汞合金约低。
3.3两种充填材料磨损都不明显,表明它们在一年内磨损很少,短期内无比较意义,也说明两种材料都有较好的耐磨性。
3.4银汞合金充填因为是靠机械力固位,除将龋坏组织去净外,还要把破坏区制成一定的洞型,磨除牙体组织较多,备洞后的牙体组织更容易缺损;玻璃离子有化学粘接力,对备牙洞型要求少,只需将龋坏组织去净即可。
3.5另外,玻璃离子色泽与牙齿接近,可粘接,适用范围更广,且充填操作相对简单得多。
高分子材料的耐磨性范文篇5
[论文摘要]本文通过分析加工硬化机理、高锰钢生产中的常见问题等方面系统论述了高锰钢的现状，从生产工艺方面论述了高锰钢今后发展的情况，并进一步对高锰钢的应用进行了阐述。
高锰钢俗称“耐磨钢”，被广泛的应用于各个行业的许多耐磨件上。随着对磨损机理研究的深入发展，人们对高锰钢的特性也了解的更透彻。
一、高锰钢加工硬化机理
高锰钢原始硬度很低，而加工硬化能力很强，在使用中硬度提高，形变速度越快，硬化效果显著，硬度也越高，目前强化机理有以下几种：
1.位错强化机制：高锰钢是大量Mn原子置换铁原子，显著降低层错能，因而易于形变，使位错密度增高，形成堆垛层错和形变亚结构，呈现加工硬化现象。
2.形变孪晶机制：高锰钢拉伸后，硬化区出现层状孪晶，硬度达HV460。经重锤锤击后出现层状孪晶及位错缠结达HV500。爆炸硬化时出现复合孪晶，硬度提高，硬化层加厚。
3.形变马氏体机制：从热力学角度讲，合金快速冷至Ms点以下可获得马氏体，而在Ms点以下存在Md点，在Ms——Md之间因应力作用可产生形变马氏体。一般Ms点低于200℃。Mn量为12％时，Ms点为-230℃以下，因此室温下一般变形的高锰钢不会产生形变诱发马氏体。如果钢中碳量降至0.8%时，在室温下也没能发现形变马氏体，而在-196℃低温下可出现δ.θ马氏体，改变高锰钢中的含锰量，将锰量降至4％，室温形变后有ε.δ马氏体产生，常规成分高锰钢固溶后经50％的变形量形变，硬度已达到较高数值，变值量增至35％时，发现有少量(约1.4％)δ马氏体，其间硬度变化与δ马氏体量的增加速度不一致，这样较大变形量的试验，也间接证明硬化主要原因不是由于产生了δ马氏体。以前关于发现马氏体的报导，可能是高锰钢在空气炉中高温加热，造成表面碳、锰降低，或是加热不足，局部贫碳，促使形变马氏体出现。根据这个机理，现在已有将高锰钢进行表面控制脱碳，使得在水韧处理后产生马氏体，用以强化高锰钢，提高耐磨性的报导。
4.析出相强化机制：在形变过程中，高锰钢随变形量增加，奥氏体中缺陷增加，过饱和的碳在位错、空位、层错、孪晶等处聚集形成柯氏气团，阻碍滑移，形变热量继续积累，使偏聚的碳、锰原子重新分布，在缺陷处择优形核、长大，形成弥散分布在基体内及晶界上的ε碳化物。根据奥罗万机制，滑动位错与弥散碳化物颗粒间作用，使强迫位错通过颗粒所需的临界分切应力增大，强化了奥氏体。
人们在碳含量高的高锰钢中(碳为1.49％)，经过50％的压缩变形发现有碳化物析出。对常规成份高锰钢虽未发现碳化物析出，却也发现了晶格常数的减小，相当于奥氏体中碳量降低0.1％。在全国齿板评比对性能较好的高锰钢齿板分析时，发现奥氏体中出现了原始组织中未有的新相，可能就是形变诱发的ε碳化物。
二、高锰钢生产中的一些问题
根据各地厂家的生产情况，把易忽略的问题扼要介绍一下:
1.冶炼：首先炉料要精选烘干，尤其对感应电炉更加重要，锰铁中磷较高，在选购锰铁时，要选择含磷低的锰铁合金。冶炼时，锰铁宜后加入炉内，以减少烧损量，后加入的铁合金要预先经过烘烤，出钢前还可用12×20×300mm浇注后直接水韧处理的试棒，视其冷弯的角度来检验钢水质量。
高锰钢由于碳量高，导热性低及结晶速度较快，容易产生粗大的结晶组织，当传热有方向性时，往往形成柱状晶，在枝晶之间存在显微疏松和夹杂物，影响钢的性能，尤其是标准高锰钢铸态晶粒的大小通过热处理是很难改变的。根据建材部标准规定高锰钢铸件晶粒度不粗于2级，有的工艺文件还规定壁厚不大于20mm的铸件不允许有柱状晶，大于20mm的铸件，断面两边柱状晶厚度之和不超过该断面厚度五分之二者为合格，否则为不合格。因此在生产中要求高温冶炼，低温浇注，主要严格控制出钢温度。另外，浇注温度低还可以减少热裂缺陷、缩孔、粘砂、含气量和节约能源，是影响铸件质量的重要因素。
2.铸造:为了获得细铸态晶粒，减少碳化物析出量，除了控制浇注温度，对厚大件要放置外冷件（内冷铁一般不宜放），这样同时也提高了高锰钢铸件的致密度，减少缩孔、疏松。高锰钢体收缩大，但只要工艺控制得当，可以不出现缩孔，而以轴线疏松形式存在，由于它韧性好，基本不影响使用，这也是高硬度耐磨材料无法与之相比的。因此高锰钢铸件厚度小于25mm时，一般不用冒口，在大于50mm时，必须设置冒口。高锰钢难切割，浇注系统往往分散引入，冒口采用保温、细颈、易割三种冒口。在工艺上采用补浇，放发热剂的办法增强补缩效果。高锰钢钢水中的MnO呈碱性，和型砂中的的二氧化硅易产生化学粘砂，因此最好用镁砂高铝粉和铬铁矿粉做涂料，提高铸件表面质量。
3.热处理：加热温度在保证碳化物充分溶解的情况下，尽量选低些。入水温度不得低于950℃。零件与水量之比应达1∶8，水温低于30℃。人们往往认为高锰钢淬透性很高，我们发现厚度大于80mm的高锰钢件水韧后，心部冷速慢，析出了针状碳化物，使性能下降。为了减少高温下碳化物固溶的困难，降低能耗及缩短生产周期，对100mm以下厚度的简单铸件，可采用200℃入炉，以70～80℃/h速度升温，不进行650℃保温的水韧工艺。
4.清理：对铸态不能敲掉的浇、冒口，可以水韧后进行浇水切割。
三、高锰钢生产工艺的发展
1.精炼:为了提高钢水质量，炉外精炼工艺被愈来愈广泛应用，从20世纪80年代起，在高锰钢生产上也得到使用，精炼后，夹杂物减少，分布改善，使强度提高，可由657MPa提高到834Mpa，耐磨性也能提高30％。
2.悬浮浇注:浇注温度对高锰钢性能的影响很大，生产厂家往往炉子容量大，浇注时间长，控温较难，虽然采取各样的措施，仍不能避免晶粒粗大的弊病。人们研究在浇注时，随钢水连续加入2％～3％（尺寸为0.15～0.3m）铁粉或锰铁粉与铁粉的混合物，它起内冷铁作用和增加结晶核心，改善高锰钢性能还使耐磨性提高30％～50％，但要注意加入后使钢水流动性降低。
3.表面合金化:为了既提高耐磨性又节约合金元素，采用表面加入合金的方法可以达到目的，具体措施是在铸型表面刷含合金涂料，撒锰铁粉或是贴上合金铸铁片，钢水浇入后熔化与熔接这些材料，提高了铸件表面性能，现在还有用含铬焊条在高锰钢上进行堆焊，以提高耐磨性，哈焊所高铬粉块堆焊效果也很好。
4.爆炸硬化:用滚压、喷丸等方式予强化高锰钢效果不理想。利用爆炸极短时间内产生3×107KPa高压使高锰钢表面形成40~50mm硬化层，硬化层硬度达到HB300~500，表层屈服强度可提高2倍，耐磨性提高50％，此种方法对标准高锰钢最为有效。
5.铸态水韧处理:高锰钢凝固后，在960℃以上利用余热进行水韧处理，可减少表层脱碳，缩短生产周期和节约能源，对壁厚的中小铸件，能采用此法，唐山水泥机械厂曾用金属型铸造高锰钢衬板时利用了此法，但必须仔细控制入水温度。
6.沉淀强化:标准高锰钢水韧处理后，不宜再加热，而加入合金元素后，就可以用沉淀强化热处理的方法，使高锰钢基体强化，并在基体上分布弥散的粒状碳化物，使耐磨性提高。
四、工况条件与高锰钢的应用
在长期使用中发现，高锰钢韧性很好，但在某些条件下，其耐磨性不尽人意，影响耐磨性因素有：铸件原始硬度，加工硬化速度，析出第二相硬粒子的沉淀强化，铸件工作面的硬化层深度，前面谈到的各种措施就是提高高锰钢耐磨性采用的一些方法。随着科学研究的发展，人们开始跳出了高锰钢的圈子，着眼于马氏体钢、贝氏体钢、镍硬铸铁、高铬铸钢（铁）、复合材料、铸石、橡胶等各种材料。控制实际工况条件，归纳几点对选材的看法。
1.对弱冲击磨料磨损工况：高锰钢基本不能产生加工硬化，由于冲击力很小，对材料韧性要求不高，可以选用原始硬度高的材料，如空气运输、水力输送管道可用玄武岩铸石制造。对水泥磨2中
二、三仓（细磨仓），研磨介质小，冲击力小，可以选用低铬铸铁、高铬铸铁，甚至白口铁等脆性耐磨材料，寿命较高锰钢提高1～4倍。
2.对低冲击磨料磨损工况:高锰钢虽能产生加工硬化，但硬度很低，因冲击力低不大，可选用高碳高锰钢、中锰钢、贝氏体钢、低合金马氏体钢及贝氏球铁等材料。例如，对大磨机的衬板（一仓），选中合金马氏体钢ZG42CrMnSi2Mo可使寿命提高2～3倍，而且不产生变形。尤其现在水泥粉磨中研磨介质逐步推广使用高铬铸球，其与高锰钢衬板硬度匹配不好，使衬板变形加速，寿命降低，更加显示出替代高锰钢的必要性。破碎普氏硬度f≤12物料，400×600颚式破碎机齿板如用中合金马氏体钢制造，寿命提高约20％～50％，还可将破碎物料中的铁屑吸出，提高物料纯度，对增加白水泥白度和减小矽砖小氧化铁溶洞有利。另外，12kg以下的小锤头也可用一定韧性的马氏体钢来制造。
3.对中等冲击磨料磨损工况：例如冲击功为4J时，相当于破碎f=12～14的矿石，齿板可以选用韧性较好的马氏体钢和改性高锰钢，它们的耐磨性比高锰钢提高20%～100％。我们还用高锰钢-高铬铸钢粘结复合齿板破碎花岗岩，寿命较高锰钢提高2.5倍。
高分子材料的耐磨性范文1篇6
关键词：聚醚醚酮复合材料性能通用机械
中图分类号：TH145.2文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0077-02
随着现代社会经济的飞速发展，推动了现代工业的进一步发展，人们对现代工业产品提出了更高的要求，比如高速、高效、节能环保等。西方国家对高性能工程复合材料研发较早，并将相关材料逐渐应用于通用机械、密封件、垫片、阀片、阀座、轴承等配件中，可确保各种配件均符合耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐老化等高标准，并以此替代贵重金属材料。因此，探讨聚醚醚酮复合材料的性能及在通用机械中的应用，对聚醚醚酮复合材料应用于通用机械中有着极大现实意义。
1聚醚醚酮复合材料性能
1.1聚醚醚酮复合材料
聚醚醚酮为半结晶性芳香族线性热塑性工程塑料，此种材料具有芳香族热固性塑料耐热性和化学稳定性、热塑性塑料易加工性的特点，其无毒、重量轻、拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度，这些综合性能造就了聚醚醚酮复合材料的优良特点。高性能聚醚醚酮复合材料研制时要注重补强填料选择，严格处理其表面，以适宜的配合技术与加工设备、工艺进行共同研发。新型复合材料性能有：高温性能。密封垫圈于通用机械中的应用，要全面分析鉴定高分子材料试样测定压缩变形相关方式，通常要鉴定聚醚醚酮复合材料高温性能，恒定负荷下要检验复合材料垫圈于高温下变形性能及其不同安装方式对变形的影响，聚醚醚酮复合材料可于260℃高温下正常工作；低温性能。聚醚醚酮复合材料垫圈加载1MPa压力，再置于-40℃冷冻室内3h之后将其取出，之后便卸载压力，于50倍放大镜下详细观察未发现垫圈表面有裂纹、压痕等不良问题，通常聚醚醚酮复合材料垫圈可于-40℃低温下保持正常性能。
1.2聚醚醚酮复合材料新的应用
聚醚醚酮复合材料可用作生物假体材料，聚醚醚酮极具摩擦性及生物相容性，其优势是其他聚化合物无法比拟的。早期医用人造骨关节均是以钛钢合金为主，此合金强度大、刚性强，但其生物相容性低，极易导致患者出现不适感与骨质疏松，且容易出现磨碎、松动等情况，患者就需要再次更换，给患者带来二次伤痛；质子交换膜材料。质子交换膜燃料电池中均是以全氟磺酸质子交换膜实现，但其制备工艺非常复杂，所需费用高，燃料渗透率高，应用温度偏低，这则制约了PEMFC技术的进一步发展，至此便出现了质子交换膜材料，对SPEEK进行了复合改性，以便提高其质子交换能力及燃料阻隔性能，复合膜于基体SPEEKDS低时，吸水率及质子传导率可有效提高，于基体SPEEKDS高时，吸水率降低，而质子传导率变小。
2通用机械中聚醚醚酮复合材料的应用
聚醚醚酮复合材料配制务必科学合理，所得密封件应具备高强度、耐高温、耐磨损等性能，复合材料制品可于压力容器、压缩机、水泵、阀门等通用机械中应用，该文对此进行了下述几方面分析。
2.1压力容器中应用
聚醚醚酮复合材料生产压力容器用垫片，其温度要保持在80℃，压力要控制在40MPa，相应的工作频率要不定期操作，保证材料的使用寿命及其应用效果。以聚醚醚酮复合材料制作的压力容器对接管口的密封圈，于160℃过热水中应用效果良好。
2.2压缩机中应用
聚醚醚酮复合材料制作的阀片、活塞环，用于1.25系列无油油压缩机中，其工作性能稳定、无噪声，产品具有良好的耐磨性，应用时间长，且不易变形。以聚醚醚酮复合材料制作的三瓣密封环，并将此密封环用于氢气压缩机中，此种压缩机工作环境十分恶劣，压力通常是60MPa，工作温度均在260℃下，具有催化剂硬质颗粒等类杂质。此种复合材料三瓣密封环充分满足了进口产品运行寿命及其密封性能。
2.3水泵中应用
聚醚醚酮复合材料制作的水泵轴承与隔板、径向轴承、推力盘等类产品可用于舰船、矿山水泵中。舰船、矿山水泵工作环境非常恶劣，其偏摆大极易导致轴承径向力大，介质泥沙含量偏大，传统运用的衬胶、聚四氟乙烯复合材料制品不耐磨，从而导致水泵应用时间短，后期维修工作非常复杂。以聚醚醚酮复合材料制作的产品，极具耐磨性，产品使用时间增长了大约5倍，聚醚醚酮复合材料可制作耐化学介质腐蚀泵体与叶轮等类零部件。
2.4阀门中应用
以聚醚醚酮复合材料制作的阀门可生产阀座与密封圈等类产品，于热电工业应用中极具耐高温性，耐腐蚀性与耐磨损性亦高，使用时间长。
2.5医学中应用
聚醚醚酮生物复合材料极具机械性能及生物活性，可用于骨缺损修复与创伤修复、口腔固定修复、种植等领域。聚醚醚酮弹性模量极其接近人体皮质骨，并有着良好的塑性能力及射线半透射性，临床检查及诊断时无需拆除。于20世纪90年展为金属植入物替代品，聚醚醚酮复合材料被逐渐用于骨科及创伤等医学领域中。1992年，医学家将聚醚醚酮用于牙科，以此制造正畸咬合棒与种植体临时基台及愈合帽。比如Gabeiel等学者对制备体积分数为0%～50%HA晶须增强HA/PEEK复合材料施以严格的纹理分析，并进行详细的拉伸测试之后可见，HA晶须与PEEK基体之g存在良好的界面连接，而10%、20%HA晶须增强了PEEK复合材料，其抗拉强度为90MPa与75MPa，而此抗拉强度和人皮质骨纵向拉伸强度十分接近，具有良好的力学性能与生物活性，是效果优良的骨科植入材料。
3结语
随着现代工业的飞速发展，人们对现代工业产品提出了更高的要求，聚醚醚酮复合材料亦应时而生，此材料可用于航天航空、汽车、船舶、矿山、医疗等诸多领域中，聚醚醚酮复合材料重量轻、强度高，具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐磨损性能，于汽车零部件、通用机械与工程机械等行业的应用极具潜力，现已是诸多高强度、低磨损与长寿命零部件等产品的替代材料。尽管我国聚醚醚酮复合材料发展飞速，但关于其性能及于通用机械中的应用仍存在诸多不足之处，因此，探讨聚醚醚酮复合材料的性能及其在通用机械中的应用，对聚醚醚酮复合材料应用于通用机械中有着极大现实意义。该文简述了聚醚醚酮复合材料性能，探讨了聚醚醚酮符合材料于通用机械中应用，以此为聚醚醚酮复合材料在通用机械中的应用提供参考依据。
参考文献
[1]刘学勇，邓纯博，刘吉泉，等.聚醚醚酮-羟基磷灰石-碳纤维复合材料的体外细胞相容性研究[J].生物医学工程学杂志，2012，28（6）：1159-1164.
[2]周聪颖，李启期，魏杰，等.纳米氟磷灰石-聚醚醚酮种植体骨整合效能研究[J].实用口腔医学杂志，2013，29（1）：20-24.
[3]戴春霞，李洁，粟洋，等.四针状氧化锌晶须增强聚醚醚酮复合材料的正交试验研究[J].与密封，2011，36（2）：
35-39.
高分子材料的耐磨性范文篇7
【关键词】纳米陶瓷涂料；性能；应用
IntroductionandApplicationofNanometerCeramicCoating
HOUGui-qinGAOShui-jing
（CollegeofLightIndustry，HebeiPolytechnicUniversity，TangshanHebei063000，China）
【Abstract】Thisstudyintroducesthekindsandpropertyofnanometerceramiccoating，summarizedtheapplicationinmanyfieldsandtheprospectiveofnanometerceramiccoating.
【Keywords】Nanometerceramiccoating；Property；Application
纳米技术可使许多传统产品“旧貌换新颜”，传统材料的生产中利用纳米改性技术，可改进或获得一系列的功能。纳米陶瓷涂料就是由改性的陶瓷材料和纳米材料组成的一种多功能复合涂料，它具有显著的隔热效果和优异的耐腐蚀能力。其中纳米材料的加入，使漆膜的附着力、致密度、强度等性能均大幅度提高。
1纳米陶瓷涂料简介
1.1种类
（1）第一类：建筑用涂料
墙体轻体保温材料ZW―200，内墙涂料ZW―300，外墙涂料ZW―400
（2）第二类：防腐、耐磨用涂料
防腐涂料ZW―500，ZW―600，耐磨涂料ZW―10，ZW―50
（3）第三类：高温、防腐、绝热“三合一”涂料
ZW―100，ZW―100A
1.2特性
纳米陶瓷涂料为经纳米技术处理的陶瓷微球及多种改性陶瓷粉末材料组成。
应用微观“分子桥”技术，涂层具有卓越附着力和超强的耐磨性；
具有超强的防腐性能，涂层与金属材料作用后产生永久的“有机金属”，防腐能力优于锌3-10倍；
具有优异的耐温性，通过特制催化剂使陶瓷膜在共缩聚反应过程中使低分子环开裂，高分子重排引起链的增长，提高其成膜后的耐温和高温抗氧化能力；
粉末化、水性溶剂，有机挥发物（VOC）等于零，常温下自凝固，干燥时间比乳胶漆快1倍以上；
耐水防潮、抗菌防霉、无毒无污染；
抗冻融、抗高温、抗紫外线、不燃烧、长久的装饰性。
2纳米陶瓷涂料应用
由于具备以上所述的各种性能，纳米陶瓷涂料被广泛应用于：内外墙建筑板材，防火材料板，电烤盘，电加热器，电熨斗，微波炉，煎炒锅，电饭锅等家用产品及汽车轮毂，摩托车配件，电子电路板，发动机配件等工业用产品。具体应用在：
2.1不粘锅用纳米陶瓷涂料
不粘锅用陶瓷涂料是一种环保，质优的新型水性无机涂料。主要成分为进口纳米无机化合物，其通过低温固化成膜后完全是无机分子结构，产品全水溶性，环保，无毒（不含全氟辛酸，在高低温下不会存在有毒汽体），涂膜具有高硬度，高耐磨，高耐温，耐各种酸碱和化学品。疏水不粘性等诸多优异性能在众多领域可替代有机硅或氟碳涂料，适用于：各类金属厨具系列产品的涂装，尤被广范应用于：不粘锅（炒锅，烤盘，电饭锅，烧烤炉等...）系列产品中配置耐高温涂料，性能明显优于耐高温高挡有机硅涂料和氟碳涂料。
产品基本性能：
（1）附着力：0/1级
（2）耐高温：500度不黄变或不开裂
（3）耐磨性：拉发100000次以上
（4）硬度：8-9H（冷热硬度不变.德国铅笔）
（5）耐冲击：30cm/300g不裂
（6）耐盐水：10%nacl水溶液煮沸24小时，无掉色/脱落
2.2高效保温纳米陶瓷粉末涂料和重防腐纳米陶瓷涂料
国科立德纳米技术研究院研制的以水为介质的高效保温纳米陶瓷粉末涂料和重防腐纳米陶瓷涂料，已通过国家建筑材料测试中心的测试并推广应用，在国内首次有效解决了热力输送管道及各种高温炉的防腐保温、高炉操作人员防热以及海上设备和强酸、强碱生产设备的防腐难题。
这两种涂料是孙启明等人历时8年研制出来的。纳米陶瓷粉末涂料在高温环境下具有优异的隔热保温效果，不脱落、不燃烧，耐水、防潮，无毒、对环境没有污染。测验证明，将几厘米厚的纳米陶瓷粉末涂料涂在热力管道外，就能有效防止热力向外扩散；涂料涂在炼钢厂等高温炉内，能使炉外表温度控制在50摄氏度以内，适用于冶金、化工工业电厂的热力锅炉及焦化煤气等热力设备和热力管网等高温设备的防腐、炉外降温。
而用于腐蚀条件恶劣环境中的重防腐纳米陶瓷涂料，则能有效防护航标灯座、船舶、石油化工设施和各类贮罐、桥梁、桥墩、铁路涵洞、钻井设备、海上油田等设施以及强酸、强碱等生产设备的外表面，在较长时间内防止强酸碱、盐雾、冻融、霉菌等的浸渍。
这两种涂料的主要原料是纳米级的金属氧化物陶瓷用的原材料。它的技术原理是防辐射传热和固体传热。目前这两项技术已经申请6项发明专利。
NC系列纳米陶瓷涂料主要以NC10-1耐高温保温涂料（850℃以下长期使用），NC10耐高温保温重防腐涂料（600℃以下使用），NC60重防腐涂料为主体。
NC系列纳米陶瓷涂料主要用于海洋工程、船舶工程、石油化工、水下工程、国防军工、冶金矿山、桥梁隧道、水利电力、市政基建等工程；高温绝热保温和高温防腐涂料，主要用于热力、蒸汽、电力、设备及管网、冶金工业的高炉、化工工业的高温反应釜等一切有高温需要保温的设备罐体和管道。如NC10-1保温后的温度达到国家标准50度以内，而厚度只有传统保温材料的三分之一，从而达到节能、经济、环保（温室效应），并且改善了高温作业工人的工作环境。
NC10-1等产品水做溶剂或无溶剂，无毒无味、VOC为零，为完全环保型产品，受到国内外用户的极大观注和广泛的应用。已获得ISO9001质量管理体系认证和ISO14001环境管理体系认证。
2.3纳米陶瓷涂料用于耐磨件
这类纳米涂料是以纳米无机类陶瓷材料（
（1）高密着密封及防蚀性能：由于纳米无机类陶瓷材料化性稳定、微细且具高度的流动性、流平性及渗透性，几乎可运用于各种材料表面及填补表面之针孔及肓孔以达到高密着密封性及防蚀功能，耐候性特佳。
（2）极佳的防水疏水疏油性及抗污自洁性：因纳米的表面效应及其界面特性使被加工物表面具备纳米莲叶效应，使水、油及其他液体产生高张力悬浮在表面纳米凸点上并迅速排离表面，降低液态物质驻留在表面的机会及时间，达到极佳的防水疏水疏油性能。同时可将表面存留的灰尘带离，展现抗污自洁性。
（3）高硬度及高耐磨性：该纳米无机类陶瓷保护涂层是由高稳定态的纳米无机氧化物类陶瓷材料组成，该类纳米材料本身硬度很高（显微硬度约HV400-600左右）。成膜后，相对密度很高，整体表面硬度约在6H以上（Pencilhardness6H以上）甚至可因加工基材的状况及涂层调整而H（一般市售及工业用途涂层硬度约为2H），又因其高密着的特性使其耐磨性表现突出。
（4）耐高温性：纳米无机氧化物类陶瓷材料其破坏温度约在800-980℃，成膜后的耐温约为400-600℃之间，可因应需求调整配方使其耐温达800℃左右。
（5）抗静电性：由于纳米无机氧化物类陶瓷材料是一种高介电材料，所以具有良好的抗静电性能。
（6）抗紫外线性：该类纳米无机类陶瓷材料是一种紫外线吸收材料，固具有很好的抗紫外线性。
（7）良好的功能扩大性能：由于材质稳定不易质变，故可以因需求填加其他功能需求的纳米材料以扩大功能。（如抗电磁波、抗菌、防霉等等）
应用于金属或金属镀层表面，此纳米薄层可防止表面氧化、绝缘、抗静电、防水、防尘、高硬度、耐磨且有不沾自洁效果。
高分子材料的耐磨性范文篇8
合金材料
银汞合金：最古老的补牙材料，修复性良好，色泽欠美观。
适用人群：后牙修补者，收入较低者，以及不配合治疗的儿童。
银汞合金是一种最古老的补牙材料，已在临床应用了150多年，其良好的修复性已得到公认。
银汞合金是一种特殊类型的合金，由银合金粉（主要成分是银和锡，还有少量的铜和锌）和汞调制而成。补牙过程很简单，医生只要将研磨成粉末的银合金粉与汞按一定比例调制成富有可塑性的”软体”，随后将其充填入预备好的牙齿窝洞即可。24小时以后，“软体”完全凝固，即成为坚硬的银汞合金，之后不再发生化学反应，更不会发生汞中毒等危害健康的情况。
银汞合金材料的优点很多，如具有强大的抗压强度、硬度和耐磨性，性能稳定，可塑性好，价格便宜，对”隔湿”的要求不是太高等。不过，银汞合金与牙齿之间无任何黏结性，为了使补牙材料不易从龋洞中脱落，需要磨去较多的健康牙体组织。同时，银汞合金的色泽不太美观，补牙后呈现灰黑色，不易被患者所接受。
牙色材料
近几十年来，以复合树脂、玻璃离子体、复合体为代表的，色泽近似天然牙、与牙齿有黏结性、理化性能稳定的牙色材料被广泛应用于临床，大有取代银汞合金的趋势。
复合树脂：目前最常用的补牙材料，修复性好，美观耐磨。
适用人群：一般人群均适用，也可用于前牙的美容修复。
复合树脂是20世纪60年代初开始使用的补牙材料，具有色泽理想、硬度较高、耐磨、对牙神经刺激性较小、安全、操作方便等优点。不过，复合树脂与牙齿的黏结性稍差，树脂的聚合收缩会使其与牙齿之间产生微缝隙，唾液、细菌可由此进入，容易导致牙齿敏感，继发龋病、牙髓炎，以及补牙材料脱落等问题。
玻璃离子：修复性好，有防龋作用，但耐磨性差。脆性大。
适用人群：龋坏较大、其他补牙材料不易固位者，以及不配合治疗的儿童。
玻璃离子问世于20世纪70年代初。与复合树脂不同的是，玻璃离子以氢键和离子键的形式，与牙齿形成化学性黏结，密封性良好，同时还能释放钙、磷、氟、锶等离子到牙体组织内，促进脱矿的牙本质进行再矿化，具有防龋作用。另外，玻璃离子具有良好的生物相容性，对牙神经刺激极小，操作也很简便，更容易被年龄小的孩子所接受。不过，玻璃离子的长期疗效不佳，存在耐磨性差、脆性大、强度低、完全固化时间长、表面粗糙易着色、菌斑易附着表面形成继发性龋等缺点，色泽也比复合树脂逊色些。
复合体：性能介于复合树脂和玻璃离子之间。
适用范围：一般人群均适用。
复合体在国内的应用始于20世纪90年代中期，是在复合树脂和玻璃离子的基础上发展起来的一种新材料，性能介于上述两种材料之间，具有防龋（长期释放氟离子）、与牙齿黏结紧密（化学性黏结）、对牙神经刺激小、色泽美观等优点，但存在强度较低、耐磨性较差等不足之处。
问与答
Q：补牙材料安全吗？
A：所有补牙材料都是安全的。万一补牙材料脱落，被误吞到胃里，也没有关系，因为补牙材料都是无毒的，会随粪便排出体外，不必过分担心。
高分子材料的耐磨性范文篇9
关键词：金刚砂,耐磨地坪,混凝土开裂,施工技术
中图分类号：TU755文献标识码:A
1、引言
整体性耐磨地坪摒弃了传统混凝土基层与面层分开施工的做法,消除了因基层与面层结合不良而导致裂缝和空鼓的质量通病,可以简化工序、缩短工期、节约造价,在工程中的应用日益广泛。
目前,较为先进的大面积整体耐磨地坪工程按材料可大致分为两大类:1)耐磨颗粒添加剂型;2)高分子聚合物型。耐磨颗粒添加剂型耐磨地坪无论从耐磨性、抗压性、整体性还是工期、寿命、造价上均优于高分子聚合物型耐磨地坪,其中金刚砂耐磨地坪是一种具有代表性的耐磨颗粒添加剂型耐磨地坪。
虽然金刚砂耐磨地坪基层与面层的粘结强度高于传统混凝土地坪,但是其粘结强度仍不易保证,当地坪施工面积较大时,其平整度不易控制,找平层混凝土易出现开裂现象。为确保金刚砂耐磨地坪的施工质量,本文以某厂房的大面积金刚砂耐磨地坪的施工为例,论述金刚砂耐磨地坪的施工技术和操作要点。
2、工程概况
某厂房为门式刚架结构,总建筑面积19000。地面大部分为彩色耐磨地面(耐磨面层材料为金刚砂)、花岗岩地坪和地砖地坪,其他为细石混凝土地面。
耐磨颗粒硬化剂的材料分骨料和胶结物两种成分。骨料为砂状,平均粒径1.5mm,约占总重60%,金刚砂骨料硬度在莫氏8度以上,采用干撒式方法分两次均匀撒布在混凝土表面;胶结物为经过处理的高标号水泥,除骨料外,其他水泥、色彩等总重量不超过总重量的25%,硬化剂用量为5kg/。本工程采用的耐磨材料质量检验结果见表1。
表1耐磨材料质量检验结果
3、工艺流程
金刚砂耐磨地坪施工的工艺流程为:场地平整垫层处理测量放线钢筋绑扎安装钢模浇筑混凝土振捣、找平第一次撒布耐磨颗粒添加剂抹平、提浆第二次撒布耐磨颗粒添加剂提浆、磨光表面修饰及养护切缝清理。
4、施工准备
4.1场地平整
场地平整时,应注意场地土的土质,不同的土质采用不同处理方法。因本工程场地起伏高差较大，故场地平整时采取了局部回填。根据当地建筑材料市场调研，回填材料采用砂砾石,回填时采用分层回填。
4.2垫层处理
因本工程地面荷载要求较大，结合当地建筑材料，垫层采用砂砾石垫层，确保压实系数≥0.95，地基承载力fak≥100KPa。
4.3测量放线及设缝
因地坪面积较大,造成水平控制困难,普通水准仪引起测量误差较大,故选用激光经纬仪进行测量放线。
依据耐磨地坪伸缩缝布置图设置分仓缝,在垫层上弹出分仓线,以免混凝土收缩变形时造成开裂现象。为减少沉降及振动对耐磨地坪的影响,在设备基础、钢柱、沟坑等周围采用5mm～8mm中空PVC分隔条增设隔离缝。
4.4钢筋绑扎
钢筋绑扎须严格依据施工图对钢筋的规格、型号、尺寸、材料进行检查,确保与施工图一致。钢筋按设计要求铺设平整,要求无明显弯曲、上翻现象,在钢筋下部放置垫块。
4.5安装模板
模板以钢模板为主,按地坪设计标高设置(纵横拉线安装)。为保证模板的平整、坚固,安装模板时用水准仪随时检测模板顶标高,偏差处用楔形块调整,模板侧面涂抹脱模剂防止拆模时损坏面层。
5、基层混凝土施工
5.1混凝土要求
大面积耐磨地坪的基层混凝土强度应达到C25以上,水灰比不应高于0.45,现场搅拌的混凝土坍落度不应大于5cm,泵送混凝土坍落度应控制在12cm左右,不大于16cm。
本工程地坪基层混凝土的浇筑厚度大于50mm,集料选用不含可溶性盐类的粗细集料,且不含石粉,这在一定程度上确保了混凝土的施工质量。
5.2混凝土浇筑
地坪的基层混凝土采用分仓跳格、一次性浇筑至设计标高的方式浇筑。
振捣时应特别注意边角部位的振实,混凝土振捣后使用水平仪检测模板水平情况,对偏差部位进行调整。使用较重的钢制长辊多次反复辊压地面使混凝土地面平整度达到5mm/2m。
在基层混凝土表面平整完成后,其表面出现了泌水现象,在去除多余泌水后,由于泌水形成的低洼处用细石混凝土补平。
6、硬化耐磨层施工
在基层混凝土初凝至50%～60%时,开始撒布耐磨颗粒添加剂。
6.1第一次撒布耐磨颗粒添加剂
第一次撒布量是全部用量的2/3。
在墙、柱、门和模板等边线处水分消失较快,宜优先进行撒布施工,以防因失水而降低效果之后进行大面抛撒。
6.2抹平、提浆
采用机械与人工相结合的方式进行抹平、提浆。
抹光机于地坪一角开始,沿与耐磨颗粒添加剂撒料垂直的方向移动机具,然后再沿撒料方向盘抹一次。操作中应保证压实均匀、无遗漏,平整度控制在4mm/2m。在同一位置提浆时间不能过长、也不应过短,以表面略泛浆液为宜。
手工抹灰负责对墙、柱边角和设备基座处的耐磨层进行压实找平,应确保边角处耐磨层平直、无污染、压实均匀,接槎处平顺过渡,处理得当,与大面平整度一致。
6.3第二次撒布耐磨颗粒添加剂
第二次撒布量为全部用量的1/3。
第一次撒布后约1h～2h时,开始进行第二次撒布。撒布时,先用靠尺或平直刮杆衡量水平度,并调整第一次撒布不平处,其撒布方向应与第一次垂直。
撒布后要立即抹平、墁光。面层材料硬化至指压稍有下陷时,墁光机的转速及角度应视硬化情况而作出调整,墁光机作业时,应纵横交叉3次以上,做到均匀有序,防止材料聚集,边角处要用木抹子进行处理。第二次撒布完成时,平整度应达到3mm/2m。
6.4养护
在耐磨地坪施工完成后的4h～6h内,应对其进行养护。采用覆盖薄膜进行养护,防止地坪表面水分的急剧蒸发,确保耐磨层强度的稳定增长。养护时间为5d～7d以上。
养护完成后,各后续工种应注意在施工过程中对地面的合理使用,避免对成品地面造成损伤或污染。
6.5切缝
为防止不规则龟裂,耐磨地坪施工完工5d～7d后宜做切割缝,切割缝间距宜为6m～8m(一般根据柱距而定)。切割时应统一弹线,以确保切割缝整齐顺直,切割深度应至少为地坪厚度的1/5,填缝材料采用预先成型或切割的弹性树脂等材料。
结语
按照上述工艺流程和技术要点,在该厂房完成的15000余平方米的金刚砂耐磨地坪,在交工后,未发现裂缝、起皮、空鼓等现象,地面平整度和光洁度等均达到了设计使用要求。
参考文献
[1]《建筑技术》.ISTICPKU-2006年9期.石伟国.
高分子材料的耐磨性范文
关键词：改性高锰钢组织力学性能冲击磨性
中图分类号：TG142.72文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）007-009-03
1前言
高锰钢具有较高的耐磨性能和冲击韧性，因而被广泛应用于球磨机衬板等易损件。高锰钢作为耐磨材料，在抵抗强冲击、大压力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面，其优异的耐磨性是其他材料所无法比拟的。高锰钢在较大的冲击载荷或接触应力作用下，其表层迅速产生加工硬化，并有高密度位错和形变孪晶相继生成，从而产生高耐磨的表面层，而此时内层奥氏体仍保持着良好的韧性。然而，随着现代工业的发展，普通高锰钢已经不能适应某些特殊工况条件的要求，需要进一步提高机械性能和耐磨性能，延长耐磨件的使用寿命。试验表明，用合金化高锰钢制作的破碎机板锤、锤头、衬板和颚板等耐磨产品的使用寿命和抗磨损能力较普通高锰钢产品有很大的提高。本文通过加入合金元素对奥氏体高锰钢进行合金化，研究了合金化高锰钢的显微组织、力学性能和耐磨性。
2实验方法
2.1试样的制备
熔炼采用500kg中频感应电炉，原料是废钢、生铁、高碳锰铁、铬铁、硅铁、钼铁、钛铁，用碳粉和硅钙粉作为还原剂，用铝终脱氧。按照合金成分严格配料，以保证钢液质量，造型工艺为砂型铸造，浇注成标准铸钢楔形试块，高锰钢浇注温度不低于1500℃，改性高锰钢浇注温度1480-1500℃。表1是传统高锰钢ZGMn13和改性高锰钢ZGMn13Cr2的化学成分。采用线切割在试块下部截取金相试样、标准拉伸试样、冲击试样及耐磨损试样。
表1试验材料化学成分/%
2.2热处理工艺及性能检测
试样的热处理工艺参数为：采用80～100℃/h的速率将试样加热至600℃保温6h，再加热升温到1080～1100℃保温4h，水淬。
拉伸性能测试采用INSTRON5587300kN电子材料试验机，冲击韧度测试采用JB-300B型试验机，用电动洛氏HRD-150硬度计测试材料的硬度，硬度值取7点的平均值，用JSM-5610LV型扫描电子显微镜（SEM）观察试样的显微组织和冲击断口形貌。
静载磨损试验采用ML-100型销盘式磨料磨损试验机，试验磨程20.7m、磨料180目砂纸、载荷6N。动载荷冲击磨料磨损试验在MLD-10型冲击磨损试验机上进行。冲锤质量10kg，选取的冲击功为0.5J，1.0J，2.0J和3.0J，对应冲锤落体高度为5mm、10mm、20mm和30mm。上试样为试验材料，装机前预磨处理。下试样为GCr15，经840℃油淬处理，硬度为HRC62～64。试验时，下试样以200r/min的速度旋转，上试样以200次/min的频率冲击下试样，磨料以350ml/min的流量流入两试样之间。磨料为鹅卵石，粒度为1～3mm，硬度为HV1237.0。磨损时间为60min，磨损后用酒精清洗，采用精度为10-4g的TG-328型光电分析天平称重，将同样条件下3个试样磨损失重的平均值作为该材料的磨损量，每磨损10min取下试样经酒精清洗后测量磨损表面硬度。
3实验结果及分析
3.1力学性能分析
对传统的ZGMn13衬板和改性高锰钢ZGMn13Cr2的力学性能进行分析，具体结果见表2。可以看出，两种材料的初始屈服强度较低，既使是加工硬化后的ZGMn13屈服强度也仅为420MPa左右，较使用前仅提高9.6%。与ZGMn13材料相比，改性高锰钢化学成分中锰碳比达到了8～9的最佳配比，使得热处理后高锰钢的硬度和冲击韧度达到良好的匹配。具有较高的抗拉强度、冲击韧度和硬度，冲击韧度和硬度和加工硬化后的ZGMn13接近。改性高锰钢中添加的Cr、Mo、Ti均能提高钢的淬透性，得到马氏体，而且形成的碳化物与基体形成共格后不易聚集长大，有强的二次硬化效应，因而具有较高的硬度。
表2试验材料的力学性能
3.2微观组织分析
图1是SEM下ZGMn13和ZGMn13Cr2的微观组织。从图可以看出，ZGMn13晶粒较为粗大，而改性高锰钢ZGMn13Cr2晶粒较为细小，与表2中其力学性能的提高相对应。两种材质晶界上均无大块或连续的网状碳化物析出，表明已经过了良好的水韧处理；在晶内未发现任何弥散的碳化物析出。改性高锰钢中的Mo、Ti是较强碳化物形成元素，降低了钢中碳活度，且其碳化物稳定不易长大，所以能细化晶粒。
图1试验材料的微观组织
3.3冲击断口形貌分析
图2是ZGMn13和ZGMn13Cr2的冲击断口形貌。从图中可以看出，在高锰钢断口中可以看到解理台阶和少量的韧窝，属于准解理断裂，冲击功67.3J；改性高锰钢断口形貌中有一些较大韧窝，并且在大韧窝的周围又分布着许多细密的小韧窝，其冲击韧性有了较大改善，冲击功大于145J。冲击断口形貌分析与力学性能测试和显微组织形貌分析较吻合，改性高锰钢韧性提高的主要原因是合金元素对组织的细化作用。
图2冲击断口SEM形貌
3.4磨损性能分析
本试验将传统高锰钢试样作为标准试样，其相对耐磨性看作1.00，合金化高锰钢的相对耐磨性是其耐磨性与传统高锰钢耐磨性的比值。表3是静载磨损试验条件下的磨损试验结果。结果表明，改性高锰钢的耐磨性提高了25%。改性高锰钢耐磨性的提高是强碳化物形成元素Cr、Mo、Ti增强材料强度的结果，而且基体良好的塑韧性也对增强析出相起到了较好的镶嵌保护作用，阻碍了磨损过程中裂纹的形成和扩展，这些因素综合作用的结果都有利于材料耐磨性能的提高。
冲击磨料磨损的试验结果见表4，由试验数据可以看出合金化高锰钢ZGMn13Cr2在冲击功较低的条件下其耐磨性相对传统高锰钢提高较低，在高冲击功条件下其耐磨性提高较多，冲击功为2.0J时，其耐磨性是传统Mn13的1.40倍。
表3试验材料的相对耐磨性
表4冲击磨料磨损试验结果
根据表4中数据可绘制出试验材料的耐磨性与冲击功的关系，如图3所示。由图可知，冲击功为0.5J时，试验材料的耐磨性差别不大。而传统Mn13由于初始硬度低，耐磨性最差。随着冲击磨损的进行，奥氏体锰钢加工硬化效果不显著，抗冲击磨料磨损性能较低。当冲击功为1.0J时，合金化高锰钢ZGMn13Cr2的耐磨性与0.5J时基本没有变化，合金化高锰钢在低冲击工况条件下加工硬化效果弱，随着冲击功的增加，其加工硬化效果显著提高，抗冲击磨料磨损能力明显增加。当冲击功增大到2.0J时，ZGMn13Cr2的耐磨性达到一个峰值，其耐磨性是传统Mn13的1.40倍。继续增加冲击功，其耐磨性有下降趋势。
图3冲击功与耐磨性的关系
磨损60min后试验材料磨面硬度和冲击功的关系如图4所示。由图4看出：随着冲击功的增加，传统Mn13的硬度在1.0J以后增加缓慢，基本稳定在HB340。而合金化高锰钢ZGMn13Cr2硬度增加幅度较大，在冲击功为2.0J时，其硬度达到最大值HB440，合金化高锰钢加工硬化效果显著。
图4磨损60min后试样磨面硬度与磨损冲击功的关系
4结论
（1）与传统高锰钢Mn13相比，改性高锰钢ZGMn13Cr2的晶粒较为细小，材料的硬度和韧性得到提高。
（2）静载荷固定磨料磨损条件下，随着磨损时间增加，合金化高锰钢的耐磨性是传统Mn13的1.25倍以上；在高冲击功（≥2.0J）时，合金化高锰钢表现出较高的加工硬化效果，其抗冲击磨料磨损性能是传统高锰钢的1.4。
参考文献：
[1]谢敬佩，李卫，宋延沛，等.耐磨铸钢及熔炼[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2]赵金山.ZGMn13Cr2RE强韧性高锰钢衬板在球磨机上的应用[J].材料工艺，2008（4）：36-38.
[3]贾玉丰，谢敬佩，王文焱，等.热处理对ZG42Cr2MnSiMoRE钢组织与性能的影响[J].铸造技术，2009，30（7）：868-870.
[4]贾玉丰，谢敬佩，王文焱，等.热处理工艺对高强韧耐磨铸钢组织与性能的影响[J].金属热处理，2009，34（12）：27-31.
[5]杨杨，孙玉福，赵靖宇，等.Nb对ZG45Cr2MnSiMon组织和性能的影响[J].铸造技术，2008，29（1）：49-52.
[6]李树索，陈希杰.超高锰钢加工硬化及耐磨性的研究[J].钢铁研究学报，1997，16（4）：38-40.
[7]懂仕节，卢宗津，毛致远.高速氧化铝粒子冲蚀下高锰钢的磨损特性[J].机械工程材料，1997，21（1）：18-21.
[8]吕宇鹏，李士同，陈方生，等.变质超高锰钢的冲击磨料磨损行为研究[J].金属学报，1999，35（6）：581-584.
高分子材料的耐磨性范文1篇11
Accordingtotheincreasingrequirementsofcar-useddecorationtextiles,fromhowtoselectthefiberandyarntohowtodesignthepatternandtextureofcar-useddecorationfabricwereelaboratedinthispaper.
中国交通部门预测，2012年国内汽车保有量会突破1亿辆，年销量会突破2000万辆。随之汽车用纺织品的用量也快速增多。假设每辆汽车平均耗用20kg纺织品，2012年国内汽车用纺织品的用量就可以达到40万t，未来汽车纺织品的需求量将以每年15%～20%的速度增长。汽车生产商也越来越意识到纺织品汽车内饰的重要性。汽车内饰在整个汽车售价中仅占4%左右，因此提高汽车内饰的质量水平，成本低、回报高，受到汽车生产企业的欢迎。
据统计，95%以上的汽车座椅采用纺织面料。对汽车座椅面料，不但要求花纹图案设计精美，而且要求高耐磨性和抗紫外线以及能降解。座椅面料的耐磨时间应该与汽车的使用寿命相当。人们在选择汽车用装饰面料时首先要考虑织物的耐磨性和抗紫外线性能，其次还要考虑材料的拉伸性质、撕裂强力、阻燃性、透气性、吸湿性、抗静电、耐清洁性及可回收性等。
1纤维材料选择
1.1纤维的耐磨性
1.1.1纤维的机械性质
织物的耐磨性取决于纤维的性能，纤维伸长能力越大、弹性回复率越高、断裂强力越高，织物耐磨性越好。常用化纤的耐磨性优劣依次为：锦纶涤纶丙纶氯纶腈纶粘胶；天然纤维中，羊毛耐磨性最好，其次是蚕丝、棉，最差的是麻。锦纶的耐磨性好，但它的耐光性差，因此锦纶不宜在车用装饰面料上的使用。
棉和粘胶及其它纤维素纤维，易起皱且折痕不易回复，耐磨性又远低于合成纤维，在车用座椅面料上较少使用，但可做座椅套、靠垫、抱枕等。羊毛的耐磨性尚可，但价格太贵，通常只在高档汽车上使用。羊毛的吸水性较好，在夏季具有更好的热舒适性。麻类织物质地坚固、吸湿透湿速度快、抗菌防菌，适用于夏季座椅套。在车顶和车门等内饰件增强材料中，可使用麻类纤维替代玻璃纤维，因为在发生碰撞事故中，其模压件不会产生锐利碎片，同时也可避免玻纤引起的皮肤及呼吸道过敏反应。
1.1.2纤维的几何特征
因为长纤维之间的抱合力好，纤维不易从纱中抽，所以用长纤维织成织物的耐磨性较好。因此精梳织物的耐磨性好于普梳织物；中长纤维织物的耐磨性好于棉型纤维织物。
从纤维的细度上考虑，理论上认为纤维越细，则纱中纤维根数越多，纱的抱合力越好，织物越耐磨。但实际情况是太细的纤维强力低、刚性差，反而不耐磨。一般认为细度2.7～3.3dtex这个范围的纤维最耐磨。中长纤维由于细度适中，其耐磨性较好。
相对于圆形截面纤维而言，异形截面的纤维有扁平、椭圆、中空、三角形、十字形等。异形截面纤维会使纤维耐弯曲性下降。但中空纤维，包括中空异形纤维耐磨次数和耐弯曲次数却明显提高，甚至提高2～3倍。中空纤维的这种性质与其中空化后纤维内部应力的减小有关。曾有专门针对中空和实心锦纶耐磨性的比较实验，结果显示无论实心异形纤维还是中空纤维，做成织物后的耐磨性都比圆形纤维有所提高。
1.1.3纤维的结构
纤维的微观结构即大分子材料的结晶度和取向度。结晶度太大和太小都不耐磨，结晶度在40%～50%之间，最为耐磨。比如耐磨性最好的锦纶，它的结晶度就是45%。涤纶的结晶度是50%～60%，所以耐磨性比锦纶差。在结晶度相同的情况下，晶料的大小也影响耐磨性，一般来说是晶料越大越不耐磨。
大分子材料的取向度越高，耐磨性越好。化纤材料在制造过程中可以通过拉伸而提高大分子的取向度。
1.2纤维的耐光性
腈纶耐紫外线降解和耐光性都很好，耐磨性在合成纤维中最差，它特别适合于做汽车的顶篷和有篷汽车的车篷。
锦纶的耐磨性优良，但耐光性差，限制了它在车用装饰织物方面的使用。由于锦纶的高弹性，人们常用它织造安全气囊及轮胎帘子线。
涤纶具有较好的抗紫外线性能，良好的机械性能，相对便宜的价格等优点，使得全世界95%以上的车用装饰面料由涤纶制成。有一种低强高伸型的涤纶，其断裂伸长率、弹性回复率和断裂强度较大，故其织物的耐磨性优良。涤纶的缺点是较低的吸水性在热天导致热舒适性较差。
丙纶比重最小，比涤纶更便宜。因丙纶只能原液染色，必须大批量生产，颜色单调。另外，丙纶的吸水性比涤纶更差，耐光性也很差，所以丙纶在车用纺织品中常常用来做地毯，用熔喷法生产的超细纤维丙纶做汽车里面的过滤材料。
1.3PET、PTT及PBT纤维
作为聚酯系纤维有PET、PTT及PBT等。PET、PTT及PBT纤维的分子链中都存在刚性链苯环和柔性亚甲基（―CH2―），PTT、PBT与PET在化学结构上的主要差异是：PET分子链链节上有2个亚甲基，PTT分子链链节上有3个亚甲基，而PBT分子链链节上有4个亚甲基。PTT和PBT纤维由于（―CH2―）链增长，使得分子链易于挠曲，所以纤维大分子链的柔性和弹性提高，且吸湿性、染色性、柔软性也比PET显著改善。PTT、PBT比PET更适应做车用装饰面料。
2纱线设计
2.1短纤纱
将短纤维纺成纱线的方法有传统的环锭纺、转杯纺和喷气纺等。由于成纱机理不同，转杯纱和喷气纱的耐磨性都不及环锭纱。而对汽车用纺织品来说，在临界捻系数的范围内，合理提高环锭纱捻系数可以提高纱线的耐磨性，捻系数太大或太小都不利于织物的耐磨性。
涤纶和羊毛混纺的短纤纱织物是高端汽车装饰面料最好的选择。混纺纱由于纤维性状上的差异，使成纱截面内不同纤维分别趋向外层或内层分布。最常见的是长度较长而细度更细的纤维会分布于纱的中心，粗而短的纤维易分布于纱的外层。若想使羊毛纤维分布于涤毛混纺纱的外层，则可选择长度更长些、线密度更细些的涤纶。
2.2长丝纱
现在95%以上的车用装饰面料是由涤纶纤维制成的，使用涤纶长丝比用涤纶短纤维纺成的纱线成本更低，且强力和耐磨性更好。要使长丝纱具有短纤纱的重要特性――既保暖又透气，可以采用变形纱。在汽车用织物中，主要使用假捻变形丝和空气变形丝。
2.2.1假捻变形丝
假捻变形丝由于是将各单丝进行螺旋缠绕后热定形的，纱线的蓬松性好，满足织物保暖透气要求。当纱线不受力时，单丝收缩弯曲；在受力时，单丝被拉直成平行状。这就为纱线提供了延伸性，这对汽车用纺织品非常有用，因为座椅等面料要求三维成型，织物要有足够的延伸性，但机织物的特点就是尺寸稳定性好而延伸性差。提高纱线的延伸性可以弥补机织物在车用纺织品使用上的缺陷。
2.2.2空气变形丝
汽车装饰织物应用的另一类纱线是空气变形丝，也称为网络丝。这种纱线的蓬松性和触感好，可以提高织物的耐久性和质量。在空气变形丝生产时，选择PBT或PTT聚酯聚合体，变形丝的延伸性和回复能力更好，更能满足三维成型织物的应用，给汽车内饰设计者更大的方便。
化纤厂生产的涤纶长丝有POY、DTY、FDY等，汽车用纺织品选取预取向丝POY。由于这种纱线在生产中留有一定量的残余伸长，在生产汽车用纺织品，特别是相对延伸性较小的机织物，预取向丝可以在一定压力下模压成三维的形状，如门板或机头壳等。
2.3特殊纱线
在座椅套设计时，有时也用到植有绒毛纤维的纱线，这类纱线有雪尼尔线和植绒线。雪尼尔线是用两根芯线通过加捻将绒纤维固定，绒纤维已被切成一定的长度。植绒线是通过静电将绒纤维附着在表面涂有粘合剂的芯线上，粘胶纤维常被用来做芯线，绒纤维最好使用易弯曲的纤维。实际使用时，植绒线比雪尼尔线更耐磨。
3织物设计
在汽车装饰织物领域应用的织物形成方法是机织、针织及非织造等3种生产方法。单纯从织物结构来讲，机织物经向和纬向的结构弹性都很小，纬编织物经向和纬向的结构弹性都很大，经编织物经向和纬向的结构弹性介于两者之间。
3.1机织物
机织物过去一直在汽车装饰领域占据统治地位。近年由于座椅面料在拐角处的延伸性越来越被受到重视，所以凭借织物组织的创新设计来提升花型的视觉效果的方法得到广泛应用。
汽车内饰织物要求具有较高的耐磨性，不易滑移，因此浮长不宜过长，织物表面不宜过于光滑。常用织物组织有平纹、变化平纹、斜纹、变化斜纹、平纹地小提花、重经重纬组织、双层组织、起绒组织等。例如填芯双层大提花结构，织物厚实、花型饱满、立体感强，表面凹凸，驾坐稳定性好，是机织物中常用的结构。
机织绒类织物是汽车内饰常选用的座椅面料，它外观豪华，但成本较高。它的延伸性基本与平面机织物相似，但纱线使用的灵活性受限。
3.2经编织物
由于经编工艺高效的生产方法、较低的生产成本，其占汽车用装饰面料的最大份额。经编针织物常用于车门、车顶、中柱、窗帘，常见品种有特里科经编和拉舍尔经编两类。
特里科经编织物分平面织物和毛圈绒织物2类，通过印花、刷绒等染整后处理，可使织物表面花型丰富并产生高密长毛绒。但特利科经编工艺提供花型的能力有限，即使在配备4～6把梳栉的机器上，因为有限的横移运动会使花型被限止在很小的范围内。
拉舍尔经编常用于生产绒类织物，主要有双针床拉舍尔经编绒织物和双针床经编间隔织物，是应用广泛的汽车内饰织物，底布常常使用涤纶低弹丝，毛绒多用短纤纱，毛绒和底布是线圈联结，因此毛绒不易脱落，而且毛绒密度高，每平方厘米可达1000个绒头，织物尺寸稳定。但是它使用纱线的局限性比机织绒更大，表面花型受限，但其生产速度快，它的生产效率比机织绒生产高4～5倍，因而产品成本更低。现在双针床拉舍尔经编绒类织物是用途广泛的汽车用装饰织物生产方法，可生产平绒和半平绒，用于座椅垫和靠背垫。
3.3纬编织物
纬编织物的结构弹性是最大的，纬编织物分横机织物和圆机织物，主要用于汽车坐垫套。纬编生产工艺可以利用电子提花技术配合色纱使织物具有丰富多样的色彩和花纹图案，在产品变化周期上比经编更加灵活，因而也更能适应个性化设计的要求。纬编横机织物结构的几何形态柔和而具有延伸性。雪尼尔线、植绒线、细结子线等的应用可使织物具有较好的外观效果，利用电脑横机还可以生产三维成型的汽车座椅和门板。纬编圆机织物可以通过提花形成变化多样的织物花纹，采用多种色纱可形成多色花型。
普通机织物及机织提花织物伸长小，尺寸稳定，强度较针织物高，花色丰富多彩，但缺乏豪华的观感，经编绒类则在这方面占有优势。为使汽车内饰给人一种豪华感，西欧汽车生产商将坐椅的中心部位改用拉舍尔经编织物，而车侧和坐垫仍采用机织物。这一变化趋向表明，单层机织物所占的比例将下降，拉舍尔经编织物的使用将上升。在美国，机织提花装饰织物有可能取代单层机织物的地位。
3.4车用装饰织物的色彩及图案设计
汽车装饰织物的色彩要与汽车内外总体色彩协调。汽车内装饰应作为一个整体来进行设计，应根据汽车品牌、型号、使用对象来设计内饰织物的色彩与图案。汽车内装饰设计受传统文化的影响，如日韩汽车厂商的内饰设计就受到中国消费者的喜爱，因为日韩和我们同属亚洲文化，有一定的相通性。
白色、黑色、灰色是汽车最普通的色系，也常见红色、蓝色、黄色、绿色等色系的产品。据统计，银色连续9年占据全球最受欢迎汽车颜色首位，因银调比较匹配汽车金属构造外观。黑色一直是很多高档轿车所使用的颜色。在我国，浅色和中等色调内饰在豪华车的市场最受青睐。
轿车的内装饰风格呈现多样化的发展趋势，满足不同性别、年龄、地区和民族的审美要求；体现不同消费者的个性，比如时尚、奢华、绝对优雅、创新、运动等概念。如今消费者对汽车的要求已不仅仅是行驶，而是集行驶、休闲、展示个性、身份象征为一体的综合载体。这就需要根据汽车品牌、消费者特点等来设计开发不同风格、系列的汽车内饰产品。还可以有针对性地进行个性化产品设计，以满足车主的特色需求。
参考文献
[1]冯庆详，迈克・哈德卡斯特尔.汽车用纺织品[M].北京：中国纺织出版社，2004.
高分子材料的耐磨性范文篇12
关键词：钢铁基耐磨复合材料；制备工艺；应用前景；冲蚀磨损；机器零部件文献标识码：A
中图分类号：TG381文章编号：1009-2374（2016）25-0014-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.006
1概述
近年来，全世界研发耐磨材料的一个热点是钢铁基这种复合型材料，广泛用于一些磨损严重的场合。我国的耐磨型材料经过了几个时期，其中包括高铬铸铁-钢镶铸时期、双液双金属时期、高铬铸铁-钢机械复合时期。最近几年，耐磨铸铁的标志是复合大锤头（质量上大于90kg），在工业上得以广泛应用，在寿命方面，与原来使用一般的高猛钢锤头相比，复合大锤头从30%提高到100%。现阶段使用钢铁基这种材料铸造的时候，基于加工工艺的方法有所区别，采用的形式主要包括两种金属镶铸、双种液体一起浇铸和铸渗复合等。
2钢铁基这种耐磨材料的加工工艺
2.1两种液体一起浇铸的钢铁基材料
有一部分研究工作报道两种液体一起浇铸的材料，且逐步投入生产当中。研究了铸钢和高铬白口铸铁组合这样的材料用于生产和加工工艺，基材采用ZG230-450，满足GB5676-1985的要求，耐磨层使用高铬铸铁，且满足GB8263-1987的要求，使用的方式是分层浇铸，金属型箱预热的温度处于250℃～350℃之间，将砂箱分隔成上下两层，且上下两层都设定了浇口，高铬铸铁浇铸的温度处于1330℃～1380℃之间，等温度降到1000℃～1100℃的时候，再把温度处于1460℃～1480℃的铸钢液注入其中，50～80微米之间的结合层就形成了。能够和冶金相复合，破碎机的颚板就是采用的这种工艺，主要适合用于石矿的场合，高猛钢寿命的3～5倍之间就是这种材料的平均寿命。利用1550℃浇灌低合金钢（0.6%～0.8%Cr，0.3%～0.45%C，Mo>0.2，0.6%～0.7%Mn，Si0.2%，1.5%～1.8%Mn，Si
生产耐磨件使用的浇铸技术就是两种液体混合的方法，在一定范围上得以应用，但在真正的生产过程中仍然有很多问题，比如界面周围的组织晶粒比较大、交界地方金属液冲混、界面掺杂杂质等，还需分析研究界面结合的原理，研发出一种工艺能够提升界面冶金的质量，全面地研发一种热处理的制度，适用于这种类型的耐磨材料。
2.2两种金属镶嵌的钢铁基材料
针对高锰刚和低合金耐磨铸钢硬度相比较的状况，要想改善这种状况，就要在这种基体上镶嵌耐磨性能非常好、硬度非常高的一些其他类型的材料，在铸型当中提前放置一些耐磨性能非常好、硬度非常高的条形或者块状的材料，然后浇灌基体材料，镶块的加热是利用温度非常高的母材，主要材料和镶块就实现了界面熔合。与此同时，白口铸铁的脆性非常高，要想改善这种情况，就放置一些低合金钢或者条状的碳钢等韧性比较高的，就像纤维加强的材料。
参考文献[1]显示，一般碳钢钢筋镶嵌在白口铁里边，这些碳钢的体积分数处于8%～10%之间，就能够大大提高冲击吸收功能，是原来的5～10倍，且这两种金属具有非常好的界面结合能力。提前制造块状的耐磨合金，在锤头形腔的位置固定块，然后把温度非常高的合金钢液体浇灌进去，熔化和结合温度非常高的合金块和耐磨性非常好的合金块，与高锰钢制造锤头的寿命相比，此工艺提高了2倍左右。在中低磨损冲击的环境下，要想提升高锰钢的耐磨能力，资料网状的65Mn弹簧钢（1.1%Mn，0.7%C，0.28%Si）镶嵌到高锰钢（12.9%Mn，0.84%C，0.23%Si，0.008%P，0.009%S）里边，本体为奥氏体的网状纤维束马氏体相互结合的材料，磨损实验使用的是ML-10试验机，在耐磨性能方面，与仅仅经过水韧的高猛钢相比，这种复合型材料提高了1倍多，在同样的环境下，这种材料节省了30%多的费用。还用一部分探究人士把主要成分为高猛钢的TiC硬质合金镶在ZGMn13的锤头部位，主要为了把硬石头破碎，在成本方面，比高锰钢锤头多花了1/3左右的费用，但寿命提升了将近200%。资料提前把ZG270-550制成锤柄，除去其表面的杂质之后涂上一些保护剂，放到砂型当中，然后把高铬铸铁（0.5%～1.0%Si，2.2%～2.6%C，0.6%～1.0%Mn，0.8%～1.0%Mo，14%～18%Cr，0.2%Ti，0.8%～1.0%Cu）注入其中，制造出锤头，再经过4个小时温度在960℃的风冷却，加上两个小时温度在250℃的回火之后，共晶碳化物和马氏体一起构成了镶块的金相组织，锤端具有1230J/cm2的冲击韧性，硬度处于58～62HRC之间，界面掺杂杂质、裂纹和没有冷隔等，为了破碎石灰石，在寿命方面，与高锰钢材质的锤头相比，提高了2倍以上。
破碎机的锤头通常情况都会使用镶铸这种技术，在使用寿命方面和一般的高锰钢材质的锤头相比较，这种类型的锤头成倍提高。在以后的发展趋势中，应该深入研究这方面的内容，不断减少费用。
2.3铸渗耐磨钢铁基复合材料
铸型型腔里边提前固定一些硬度比较高的颗粒，再将金属液体灌注其中，颗粒物之间的空隙就会充满金属液体或者在某种程度上熔化了颗粒的表面。与此同时，还发生元素扩散现象，最后铸件的表层生成一层铸渗合金层，提高了材料的耐磨性。典型的铸渗加工工艺包括干砂消失模和涂覆这两种。现阶段主要成分为钢铁，以铸渗为表层，包含了SiC、Ni-WC、WC、Cr-Fe等，利用铸渗硬度相当高的颗粒，在很大程度上提高了耐磨件的耐磨性。资料表明：ZG30Cr的表面将高碳铬铁+WC铸渗其中，结果表明经过铸渗，在很大程度上提高了耐磨性，但高碳铬铁/WC的成分配置决定了铸渗层的耐磨性，在WC能熔的条件下，WC占的成分越多，耐磨性就越好。如果WC所占的成分过多的话，极易导致很多颗粒没有熔化，大大降低了整个材料的塑性，进而降低了抗塑性转变为磨损性。有部分研究人员把WC-CO提前制备基体陶瓷颗粒铸渗到高铬铸铁表面，且在室温的条件下做干滑动摩擦实验，对磨损副采用45号钢，与高铬铸铁相比，这种材料相对耐磨性提高了25倍以上，与耐热钢相比，提高了9倍以上。
铸耐磨层在一定程度上增加了耐磨性，但在加工工艺调控、熔剂、粘接剂等因素的限制下，这种方法一旦没有控制好，合金层极易引起结合不牢固、掺杂杂质、有气孔等不足。
2.4颗粒增大金属基材料
颗粒增大钢铁基复合型材料，缩写为pRMMCs，主要成分为金属和它的合金，结合一种或多种颗粒形状的具有相容性的非金属或者金属的材料。具有很多优点，比如强度非常高、抗疲劳能力非常好、耐磨能力非常好、刚度非常高、在温度非常高的条件下使用能力非常好等。它不仅能够外加，也能在整个材料里边利用原位（insiut）复合形成，氮化物、碳化物和氧化物等陶瓷颗粒物，比如碳化硅、碳化钦、碳化硼、氧化硅、氧化铝、硼化钦等，采用这种材料制造的构件，主要的性能承受很大的载荷，因此其有强度高、弹性模量好等优点；接着就是和基体的相容性好，其中包含力学、化学、物理等很多方面，在任何条件下，各种组成元素的应变、弯曲和伸长等都能得以协调，否则，基体使用的材料和颗粒两者的热膨胀系数差别相当大，这种材料成型之后，中间会生成残余应力；接着基体能将其浸润，基体和颗粒间能够形成结合强度相当好的界面，此外还需将密度、热稳定性、熔点、费用、形状和大小等因素考虑进去。
最近几年，全世界都十分关注颗粒状的陶瓷增强金属基这种材料。涉及到真正使用和费用方面，这种材料绝大部分用作硬度很高的表层材料，研发应用基础这个角度，就WC、TiC、Al2O3、SiC等陶瓷颗粒物的性能而言，和钢铁结合的能力，表层材料加工工艺等角度都取得了很多成就，在这个方面研发了很多种金属基表层材料。基于很强的滑动摩擦造成的磨损，尤其是磨料的情况，极易损坏的物件的耐磨层一定要厚，在这种情况下使用铸渗技术获得的表层材料应用前景相当好，已经用于工业化使用的有溜槽衬板和轧钢导卫板。就铸渗表层材料而言，其中一个核心技术就是几乎不用添加剂就能获得密度非常高的复合表层和冶金结合层，还需努力的方向是增大复合层的厚度和增加密度，然而探究的难点和重点就是把铸渗技术从平面发展成为弧面等很多复
杂面。
3钢铁基复合型材料使用前景
力学和物理性能相当好的钢铁基复合型材料，除了广泛用于航天航空方面，还广泛用于矿山机械、汽车等很多民用工业方面。工艺相当简单、制造采用的是铸造法、成本相当少，在复合型材料方面是相当具有前景的，初步已经获得了很大的经济利益。钢铁基表层材料使用铸造法制造，在生产耐热、耐蚀、耐磨等方面存在很大的潜在市场。
就现阶段全球对这种材料的探究情况而言，基体采用黑色金属是最前沿的项目，然而颗粒增强钢铁基这种材料，采用局部组合技术是一个相当有价值的新的项目。过滤杂质泵的构件采用这种技术主要有以下优点：金属和陶瓷颗粒物结合，不仅能够避免陶瓷非常高的脆性，还能提高耐磨性能；不仅能充分体现金属的韧性，还能避免其耐磨能力不好等不良因子。采用这种表层结合的方法不仅能提高耐磨性能，还能抵抗冲击，在一定程度上提高了再利用率。
参考文献
[1]赵爱民，王兆昌.加筋复合白口铁的冲击韧性和断裂
方式的研究[J].铸造，1991，（5）.