二硫化钼填充微织构缸套摩擦磨损行为研究
发布时间：2021-08-01 20:07
缸套-活塞环摩擦副是船舶柴油机中的关键运动副,随着柴油机动力缸平均有效压力等参数的逐渐强化,缸套-活塞环出现了摩擦功耗增大以及磨损程度加剧等摩擦磨损问题。将表面微织构与固体润滑剂结合应用于铸铁缸套表面,可以有效改善缸套-活塞环摩擦副的摩擦磨损性能。本文以硼磷合金铸铁缸套为研究对象,通过往复式电射流加工以及电化学沉积技术,制备出二硫化钼填充微织构缸套。针对柴油机缸套-活塞环上止点区域的交变工况条件,以微织构缸套为参照,对二硫化钼填充微织构缸套在不同载荷、温度、润滑状态等工况下的摩擦磨损行为进行研究,分析了微织构、二硫化钼（MoS2）固体润滑剂和二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）添加剂等因素在改善缸套-活塞环摩擦磨损性能方面的协同作用。取得主要成果如下:（1）以硼磷合金铸铁缸套为研究对象,通过往复式电射流技术制备出了微织构缸套;在微织构缸套基础之上,通过电化学沉积技术将MoS2均匀填充在微坑内部,制备出了二硫化钼填充微织构缸套。（2）在不同载荷（25MPa到75MPa）工况下,二硫化钼填充微织构缸套摩擦系数和缸套线磨损量始终小于微织构缸套;随着载荷的逐渐升高,微织构缸套与二硫化钼填充微织构缸套...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?１＾〇５２层状结构示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｍ０Ｓ２?ｌａｙｅｒｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
况下摩擦磨损行为研宄，本文根据“磨损形??式－条件统一?”的模拟准则，通过摩擦磨损试验来对两种缸套进行摩擦磨损和抗拉缸性??能评价，并根据相关检测手段进行辅助分析，所涉及的试验材料、试验设备、试验方法??以及检测手段将在本章进行详细说明。??２．１?试验材料??２．１．１?缸套试样??本论文摩擦磨损试验所使用的缸套均为内壁珩磨的硼磷合金铸铁缸套。缸套内径??１１０?ｍｍ，外径１２０?ｍｍ，表面粗糖度为０．７２?ｕｍ，硬度为２３８?ＨＶｏ．ｉ。硼憐合金铸铁缸套??表面的珩磨纹形貌如图２．１。可以看到，缸套表面交错分布着粗细不同的珩磨纹。试验??之前，用电火花线切割机将缸套沿圆周方向均匀切割为４０份，沿长度切割成４３?ｍｍ，??得到尺寸参数为４３?ｍｍ?Ｘ?８．５?ｍｍＸ?１０?ｍｍ的试―。将切割后的缸套试样依次放入汽油和??酒精中进行超声清洗１０分钟，吹干后待用。切割、清洗、吹千后的缸套试样如图２．２??所示。??．?；???Ｕｉｑ．?ｔｏｎ?Ｕ？Ｕｍｍ？６？Ｖ??图２．１硼磷合金铸铁缸套表面的珩磨纹形貌??Ｆｉｇ．?２．１?Ｈｏｎｉｎｇ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｂｏｒｏｎ－ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ?ａｌｌｏｙ?ｃａｓｔ?ｉｒｏｎ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｌｉｎｅｒ???????，??图２．２硼磷合金铸铁缸套试样??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｂｏｒｏｎ－ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ?ａｌｌｏｙ?ｃａｓｔ?ｉｒｏｎ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｌｉｎｅｒ??－１０?－??
〇１１１－１＾１＾１＾－５￡＾（加，￡：以），??该环具有对称桶面结构。在环的镀铬过程中加入硬质陶瓷颗粒Ａ１２０３，使镀铬层的网纹??缝隙中充满陶瓷颗粒，可以大幅提升活塞环的耐磨性、耐腐蚀性和热负荷能力。为避免??开口环不同区域曲率半径不同所引起试样不对中的问题，本试验选用定制的标准圆形闭??口环。活塞环外径１１０?ｍｍ，环高３?ｍｍ。活塞环表面粗糙度为０．２４?ｕｍ，硬度为７０５?ＨＶ〇．丨。??用电火花线切割机将活塞环沿圆周方向均匀切割为２０份，经过清洗、吹干后的活塞环??试样如图２．３所示。??＾?ｆ麵圍??图２．３?ＣＫＳ活塞环试样??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ＣＫＳ?ｐｉｓｔｏｎ?ｒｉｎｇ??２．１．３润滑油??；??试验选用长城润滑油公司的ＲＰ－４６５２Ｄ?（１５Ｗ－４０，?ＣＦ－４），粘度指数是１３８。４０?°Ｃ??时粘度为１１４．９ｍｍ２／ｓ，１００?°Ｃ时粘度为１６．３５ｍｍ２／ｓ？润滑油主要元素含量如下表２．１。??表２．１润滑油添加剂的主要元素含量??Ｔａｂ．?２．１?Ｍａｉｎ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ?ｏｆ?ｌｕｂｒｉｃａｎｔ?ａｄｄｉｔｉｖｅｓ??元素?Ｚｎ?Ｐ?Ｃａ?Ｎ?Ｓ??含量／ｗｔ％?０．１２?０．１１?：?０．４２?０．０７?０．３３??在润滑油中含有极压添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ），该添加剂具有一定的??耐磨减摩性能，同时兼具耐氧化、抗腐蚀等优点，其分子结构［４８］如图２．４所示。??，Ｒ〇、Ｐ：Ｓ＞ｎ．．．Ｓ々Ｐ：ＯＲ??ＲＯ＇?ｓ（、ｓＺ、〇ｒ??：?图２．４?ＺＤＤＰ的分子结构??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｏｌｅｃｕｌａ
【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3316167
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?１＾〇５２层状结构示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｍ０Ｓ２?ｌａｙｅｒｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
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〇１１１－１＾１＾１＾－５￡＾（加，￡：以），??该环具有对称桶面结构。在环的镀铬过程中加入硬质陶瓷颗粒Ａ１２０３，使镀铬层的网纹??缝隙中充满陶瓷颗粒，可以大幅提升活塞环的耐磨性、耐腐蚀性和热负荷能力。为避免??开口环不同区域曲率半径不同所引起试样不对中的问题，本试验选用定制的标准圆形闭??口环。活塞环外径１１０?ｍｍ，环高３?ｍｍ。活塞环表面粗糙度为０．２４?ｕｍ，硬度为７０５?ＨＶ〇．丨。??用电火花线切割机将活塞环沿圆周方向均匀切割为２０份，经过清洗、吹干后的活塞环??试样如图２．３所示。??＾?ｆ麵圍??图２．３?ＣＫＳ活塞环试样??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ＣＫＳ?ｐｉｓｔｏｎ?ｒｉｎｇ??２．１．３润滑油??；??试验选用长城润滑油公司的ＲＰ－４６５２Ｄ?（１５Ｗ－４０，?ＣＦ－４），粘度指数是１３８。４０?°Ｃ??时粘度为１１４．９ｍｍ２／ｓ，１００?°Ｃ时粘度为１６．３５ｍｍ２／ｓ？润滑油主要元素含量如下表２．１。??表２．１润滑油添加剂的主要元素含量??Ｔａｂ．?２．１?Ｍａｉｎ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ?ｏｆ?ｌｕｂｒｉｃａｎｔ?ａｄｄｉｔｉｖｅｓ??元素?Ｚｎ?Ｐ?Ｃａ?Ｎ?Ｓ??含量／ｗｔ％?０．１２?０．１１?：?０．４２?０．０７?０．３３??在润滑油中含有极压添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ），该添加剂具有一定的??耐磨减摩性能，同时兼具耐氧化、抗腐蚀等优点，其分子结构［４８］如图２．４所示。??，Ｒ〇、Ｐ：Ｓ＞ｎ．．．Ｓ々Ｐ：ＯＲ??ＲＯ＇?ｓ（、ｓＺ、〇ｒ??：?图２．４?ＺＤＤＰ的分子结构??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｏｌｅｃｕｌａ
【参考文献】：
期刊论文
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[9]气缸套—活塞环摩擦副材料匹配的研究[J]. 桂长林,高家峰,黄雪英. 内燃机工程. 1988(04)
博士论文
[1]微坑织构复合MoS2的合金镀铁缸套摩擦行为研究[D]. 金梅.大连海事大学 2018
硕士论文
[1]圆形微织构对缸套抗拉缸性能影响规律研究[D]. 李斌.大连海事大学 2018
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[5]镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能研究[D]. 顾明亮.江南大学 2008
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本文编号：3316167
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