复合固体润滑膜摩擦学性能研究

发布时间：2017-12-24 02:18

本文关键词：复合固体润滑膜摩擦学性能研究　出处：《北京交通大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：二硫化钼(MoS_2)作为固体润滑剂应用于空间技术,使得空间活动部件使用寿命大大延长,可靠性得以保障。人工合成羟基硅酸镁(Magnesium Silicate Hydroxide,以下简称MSH)作为添加剂应用于润滑油中具有良好的减摩抗磨自修复作用。本文将人工合成羟硅酸镁掺杂入二硫化钼固体润滑膜中,对制备的复合固体润滑膜进行了表征、摩擦学性能分析和延寿机理研究。本文采用黏结法制备二硫化钼复合固体润滑膜,对制备工艺流程和工艺参数,如掺杂材料、胶黏剂、基体材料、基体硬度、基体表面粗糙度、羟基硅酸镁的合成时间等进行了探索。结果表明,采用合成时间为12h的羟基硅酸镁掺杂、环氧树脂有机粘结剂、上/下试件为12Gr钢/45#钢、上/下试件硬度为HRC58/HRC40、上/下试件表面粗糙度为Ra0.0304/Ra0.0376时制备的复合固体润滑膜耐磨寿命最长。对制备的复合固体润滑膜进行摩擦学表征,结果表明,制备的复合固体润滑膜膜厚均匀稳定、外观平整、所表征的各项指标均达到相应标准要求。探索了时间、润滑状态、载荷、转速等工况因素对复合固体润滑膜的摩擦学性能影响,并讨论了载荷、转速、羟基硅酸镁掺杂含量占比、耐磨寿命四个因素的相对关系。结果表明,羟基硅酸镁在不同工况下均对二硫化钼固体润滑膜的耐磨寿命有延长,且工况越恶劣延长效果越明显;这其中,900N、400rpm工况下M20型复合膜寿命相对于纯二硫化钼固体润滑膜寿命延长了 420.79%;在不同的工况下,均存在最优的羟基硅酸镁掺杂含量占比。在摩擦学实验的基础上,对复合固体润滑膜的延寿机理进行分析。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,以下简称 SEM)和能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,以下简称EDS)的结果表明,没有发现羟基硅酸镁与基体的置换反应,而是在氧化机械抛光和机械合金化机制作用下,通过形成一层不连续的耐磨保护层延长了试件的耐磨寿命。本文创新性地将人工合成纳米羟基硅酸镁作为二硫化钼复合固体润滑膜的掺杂原料,并比较全面地研究了该复合固体润滑膜的摩擦学性能和延寿机理,为延长空间活动部件的使用寿命提供了实验和理论支持。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH117

【参考文献】