almg合金轮胎模具材料表面增压喷丸纳米化的研究

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1、摘要手两要近年来，由于铝镁合金的导热性高、切削加工性好、热膨胀系数大等特征，因而广泛使用在橡胶模具上。这类铝合金模具一般直接铸造而成，不需热处理。如何提高铝镁合金轮胎模具的使用性能，延长其使用寿命是轮胎制造厂商急待解决的问题。本文在普通喷丸设备上增加了增压系统，采用增压喷丸方法对A1一Mg合金轮胎模具进行表面纳米化处理，探讨了弹丸直径、喷丸时间等工艺参数对轮胎模具表面纳米化进程的影响，研究纳米晶层的耐磨性能、耐硫化腐蚀性能、抗粘附性能及其影响规律。期望用纳米材料的特殊性质来提高轮胎模具的使用性能

2、。论文的主要研究内容如下：1．通过实验确定了实现7050A1合金表面纳米化的优化工艺参数，包括喷丸压力、喷丸时间、弹丸直径等。测试了纳米晶层的硬度及摩擦磨损性能，结果表明采用增压喷丸方法，在适当的工艺参数下可以在7050A1合金表面制备出纳米结构晶层，从TEM结果可以看到其表层晶粒呈随机取向，尺寸约为30．40nm。表层硬度与心部相比得到了显著提高，这可归结为晶粒细化和加工硬化的共同效应，另外表面纳米化后试样的磨损量明显减少，耐磨性明显提高。2．研究了所制备的纳米晶层的热稳定性。结果通过Kiss

3、inger方程计算得到的纳米晶晶粒长大的激活能比未处理样品高26．6kJ／mol，XRD结果表明随着退火温度的升高，Bragg峰宽化明显减少，晶粒尺寸在180—220℃明显增大，显微硬度在200。C也明显下降，因此，可以认为7050铝合表面纳米晶层的热稳定温度为不大于200℃。3．利用平板硫化实验模拟了轮胎生产时的工作情况，比较了表面纳米化样品与未喷丸样品的抗硫化污染性能。结果表明纳米化表面抗硫化污染性能明显提高，原因是纳米化表面致密的氧化膜及良好的自修复性，降低了试样表面与橡胶中的有机物的反应

4、性，高的表面硬度及活化表面易于吸附油膜，使得纳米化表面，摩擦因数减少，提高了硫化时的脱模性，纳米化表面纳米级的微凸提高了表面的润湿角，同时停留在微凸间的气泡减少了污染物粘附的面积，故纳米化表面表现出良好的抗硫化粘附性能。4．利用研究提出的增压喷丸纳米化系统，对两套子午线轮胎活络模具进行表面纳米化处理，在模具表面获得了纳米晶外层，经检验模具的表面粗糙度与圆跳动尺寸合格，模具送生产厂家用于轮胎实际的生产，这对于提高轮胎模具产品的挡次与附加值，增加模具产品的市场竞争力有着十分重要的意义。广东T业人学硕

5、L学位论文关键词：铝合金；喷丸；表面纳米化；热稳定性；硫化污染ABSTRACTABSTRACTRecently,AI—Mgalloy埘tllhi曲thermalconductivity,excellentmachinability,highthermalexpansioncoefficientarewidelyusedinthefieldofrubbermoldsproductionwhichareformedbycastinganduseddirectlywithoutanyheattreat

6、ment．Howtoimprovethiskindofaluminumalloytiremolds’serviceperformanceandservicelivesareproblemstobesolvedurgentlyatpresentforthemanufacturers．Inthisdissertation，ananocrystallinelayerwasfabricatedonthesurfaceofAl—MgalloytiremoldbyanewtechniquecalledAdd

7、edPressureShotPeeningwhichisthecombinationofcommonshotpeeningequipmentandpressurizationsystem．ImpactionofprocessparameterssuchaSdiametersofprojectiles，durationtime，shotpeeningpressureetalonthesurfacenanocrystallizationWasstudiedandthewearresistance，c

8、orrosionresistanceandadhesionresistanceduringvulcanizationofthenanocrystallinelayerandtheirinfluencelawsalsowerestudied，expectingtoimprovingtheserviceperformanceoftiremoldsbytheexcellentpropertiesofthenonocrystallinelayers．Themainworkalelistedasfollo