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铝氧化物对镀锌板,电解板摩擦性能的影响

来源:admin(春厚钢铁整理发布)   时间:2021-09-22

镀锌板电解板以及锌铁合金镀层钢板的摩擦系数都高于冷轧钢板,这导致在成形时容易发生脱锌,特别是对于较软的GI镀层和EG镀层。钢板表面存在一层氧化铝薄膜。这层氧化膜虽然很薄,但是可能对质量性能有明显影响。

研究人员采用常规方法对厚度为0.7 mm 的退火钢板进行热镀锌处理,然后平整轧制处理。研究了时效时间对表面形貌和摩擦系数的影响。镀层中铝含量为0.36%,表面粗糙度为0.94微米。使用平板滑动试验方法测量了摩擦系数。测量时使用两种不同的实验条件,A是较短接触长度的接触头,具有较高压力和滑动速度,条件B是较长的接触长度,具有较低接触压力和较慢滑动速度。

为了进一步分析表面铝氧化物如何降低摩擦系数,研究人员做了进一步的研究。用2000号砂纸在工具表面以垂直于摩擦的方向进行打磨,制造出微小的沟和脊,然后再进行摩擦试验。用扫描电镜分析工具表面的形貌和元素分布。在工具表面,发现了与摩擦方向垂直的条纹。而且3000小时时效样品滑动后的工具表面条纹对比明显比24小时时效样品的强烈。暗区域1被认为主要由铝氧化物组成,这些氧化物被从 GI 表面去除并粘附在工具表面上。而亮区域2被认为主要由金属锌组成,这些金属锌是从 GI 涂层中犁出并附着在工具表面上的。因此在滑动摩擦过程中,表面的氧化膜以及锌都被微小的脊切割并堆积到了微小的沟里面。在GA镀层的摩擦试验中,也发现了类似的情况(Hoshino et al., 2015)。根据真空滑动试验的结果,Bawden 和 Tabor 指出金属表面氧化层的存在降低了摩擦系数,因为金属与氧化层之间的粘附力远小于两金属之间的粘附力,并报道了金属与氧化层接触的摩擦阻力远小于金属与金属接触的摩擦阻力。

研究人员提出了一个摩擦模型。在滑动之前,镀锌板表面存在一层氧化膜。这层氧化膜在滑动摩擦过程中被工具表面的粗糙形貌剥离,填充到凹的位置,让工具表面变得更加光滑。金属与氧化物的接触,摩擦系数减小,导致刀具表面光滑,犁削力减小。然而,当工具的长度较大时,附着材料不能覆盖整个刀具表面。在裸露区域,工具钢与裸露的金属锌直接接触,中间没有铝基氧化物层,即发生金属对金属的接触,工具表面的粗糙度接近于初始状态。因此,铝基氧化物层对摩擦系数的影响取决于滑动条件。

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