-40 ° C Battlefield Ultra CoLD Battlefield: กลไกความล้มเหลวและกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดของบูชทองแดงกราไฟท์ในอุณหภูมิต่ำ

I. The Fatal Trio: คลี่คลายสาเหตุของความล้มเหลวของอุณหภูมิต่ำ

1. embrittlement-based Copper: ฝันร้ายของความเหนียวที่หายไป

เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า -30 ° C ความแข็งแรงของวัสดุเช่นทองเหลืองตะกั่ว (HPB59-1) ดิ่งลง โลหะหนึ่งครั้งที่มีความสามารถในการหักงดัด 20% ที่การเสียรูปเพียง 0.5% ในสภาพแวดล้อม -40 ° C
ความล้มเหลวของอุปกรณ์การขุดที่เกิดจากการแตกหักของบูชทองแดงเปราะเมื่อหยุดสายการผลิตทั้งหมดเป็นเวลา 72 ชั่วโมง

2. การหล่อลื่นการแช่แข็ง: เมื่อสายเลือดซบเซาซบเซา

จาระบีที่ใช้ลิเธียมสามัญหนาขึ้นเป็นวางที่ -20 ° C และแข็งตัว 300% ที่ -40 ° C ประสิทธิภาพการถ่ายโอนกราไฟท์ลดลง 70%ทำให้การหล่อลื่นตนเองไม่มีประสิทธิภาพ
การบังคับใช้อุปกรณ์การเริ่มต้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ทำให้เกิดเสียงที่ฉีกขาดโลหะและใบไม้แผลเป็นลวดลายเย็นในวารสารเพลา

3. ความเครียดจากความร้อนแตกหัก: การดำเนินการหย่าด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้วยกล้องจุลทรรศน์

ความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของทองแดง (17 ×10⁻⁶/° C) และกราไฟท์ (4 ×10⁻⁶/° C) สร้างความเค้น ~ 85 MPa interfacial ในช่วงอุณหภูมิ 60 ° C
กล้องจุลทรรศน์“ การต่อสู้หย่าร้าง” นี้เห็นอนุภาคกราไฟท์ที่ถูกดึงออกมาโดยใช้ช่องว่างเหมือนรังผึ้งในเมทริกซ์

ii. โซลูชั่นการพัฒนาสี่มิติ: จากวัสดุสู่การปฏิวัติโครงสร้าง

(1) การเกิดใหม่ของวัสดุเมทริกซ์

สิ่งจำเป็นในกระบวนการ:

• การเพิ่มนิกเกิล 0.5% สำหรับความแข็งแรงของขอบเขตเกรนที่เพิ่มขึ้น
• สูญญากาศละลายเพื่อกำจัดการรวมออกไซด์
• ควบคุมการระบายความร้อนเพื่อบรรเทาความเครียดที่เหลืออยู่

(2) การสร้างระบบหล่อลื่นที่มีความเย็นมาก

การรวมกันสีทอง:
สูตรเคมี: 30% Flake Graphite 15% Ptfe 5% Mos₂จาระบีโพลียูเรียสังเคราะห์อย่างเต็มที่

ประโยชน์:

• ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลงเป็น 0.08 (90% ของประสิทธิภาพอุณหภูมิปกติ)
• Po Point Breakthrough เป็น -54 ° C
• ฟิล์มหล่อลื่นด้วยตนเองเพื่อการแสดงที่ยั่งยืน

(3) เทคโนโลยีคีย์เสริมอินเตอร์เฟส

• กราไฟท์เมทัลไลเซชัน: การชุบนิกเกิลเคมีสำหรับชั้นการเปลี่ยน 1-2 ไมครอน
• พันธะการแพร่กระจาย: 850 ° C การรักษาด้วยความร้อนแบบอาร์กอนที่ป้องกันเป็นเวลา 2 ชั่วโมง
• การกด Isostatic: 600 MPa ความหนาแน่นแรงดันสูง

ผล: กระบวนการเหล่านี้ลดความเครียดจากความเครียดจากความร้อน -40 ° C 80%

(4) การออกแบบโครงสร้างที่ทนต่อการแช่แข็ง

ภาพประกอบความก้าวหน้าของโครงสร้าง:

• การออกแบบแบบดั้งเดิม: - →สิ้นสุดปัจจัยความเข้มข้นของความเครียด kt = 3.2
• การออกแบบที่ทนต่อความเย็น: [--] →ร่องเสี้ยวคู่ลด KT เป็น 1.4

คุณสมบัติการออกแบบ:

• ร่องบรรเทาความเครียด: ลึก 1.5 มม. × 2 มม.
• R2.0 มม.
• การออกแบบแบบแบ่งส่วนสำหรับบูชที่มีความยาวเป็นพิเศษ

iii. -40 ° C คู่มือการใช้งานและการอยู่รอดการบำรุงรักษา

(1) บัญญัติแอสเซมบลี

(2) ลำดับทองเริ่มต้น

1. การอุ่นไฟฟ้าไฟฟ้า: ขดลวดความร้อนถึง -20 ° C
2. ไม่มีการเปิดโหลด: 5 นาทีด้วยความเร็วต่ำ
3. ขั้นตอนการโหลดขั้นตอน:

4. การตรวจสอบแบบเรียลไทม์: เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดช่วยให้มั่นใจในความแตกต่างของอุณหภูมิ <15 ° C

iv. การเปลี่ยนแปลงที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว: รถบรรทุกเหมืองแร่ Mohe Rebirth

ท้าทาย: บูชาทองแดง กินเวลาเพียง 15 วันในเงื่อนไข -42 ° C

วิธีแก้ปัญหา:

• เมทริกซ์อัพเกรดเป็นอลูมิเนียมบรอนซ์ QA110-4-4
• ระบบหล่อลื่นแปลงเป็นคอมโพสิต polyurea grease ptfe-graphite
• จบลงด้วยการกลึงด้วยร่องบรรเทาความเค้นเสี้ยวคู่

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ:

ปรัชญาวิศวกรรมของการอยู่รอดที่ไม่ดีเป็นพิเศษ

เมื่อเครื่องจักรทำงานได้อย่างราบรื่นที่ -40 ° C มันเป็นผลมาจากซิมโฟนีสาม:

1. วิทยาศาสตร์วัสดุ: เมทริกซ์อลูมิเนียมบรอนซ์
2. Tribology: ptfe-graphite synergy
3. กลศาสตร์โครงสร้าง: การออกแบบการบรรเทาความเครียด

การเปลี่ยนแปลงของรถบรรทุกเหมือง Mohe พิสูจน์ให้เห็นว่าการพิชิตความเย็นอย่างรุนแรงนั้นต้องใช้ ความเข้าใจที่แม่นยำและการใช้กฎหมายธรรมชาติ ไม่ใช่กองกำลังเดรัจฉาน มันเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงชัยชนะทั้งทางเทคโนโลยีและความโรแมนติกที่ยั่งยืนของภูมิปัญญาวิศวกรรม