在45钢基体上电火花沉积制备石墨自润滑涂层及性能研究

发布时间：2023-01-08 17:53

　　本文采用ESD-03B型电火花堆焊修复机,按照正交试验设计的制备参数,在45钢基体上电火花沉积制备了石墨自润滑涂层。利用扫描电子显微镜分析石墨自润滑涂层表面和截面微观形貌。通过能谱分析对自润滑涂层表面和截面进行成分分析。分别采用LEXT OLS4100型3D测量激光显微镜、TT260型覆层测厚仪、HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机测量石墨自润滑涂层粗糙度、厚度、摩擦磨损,并确定出最优制备参数。对石墨自润滑涂层的摩擦磨损特性和磨损机理进行了深入的研究。采用电火花沉积技术在45钢基体上沉积制备了石墨自润滑涂层。利用涂层的SEM照片观察了石墨自润滑涂层表面和截面的微观形貌。其微观形貌显示:石墨自润滑涂层的表面呈现出无规律性、结合强度高、凹凸不平的形貌,涂层表面存在气孔和孔洞,且局部存在裂纹。从截面微观形貌可以明显的看出石墨棒电极和45钢基体形成了良好的治金结合。通过面扫描EDS和线扫描EDS可以看出:涂层表面主要含有C元素,涂层和基体上都含有C、Fe、Si、Cr等元素,说明涂层和基体之间达到了良好的熔融和扩散效果。按照正交实验设计的制备参数,电火花沉积制备了16组试件。通过正交实验分析得出粗... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 本课题研究的目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 自润滑涂层的研究现状
        1.2.2 固体润滑剂的研究现状
        1.2.3 自润滑涂层制备的方法
    1.3 电火花沉积技术的研究现状
        1.3.1 电火花沉积技术原理
        1.3.2 电火花沉积技术优缺点及其应用
        1.3.3 电火花沉积技术的研究现状
    1.4 本课题的创新点以及研究内容
        1.4.1 创新点
        1.4.2 研究内容
2 自润滑涂层的制备
    2.1 正交试验设计
        2.1.1 正交试验的优点
        2.1.2 正交试验的设计
    2.2 石墨自润滑涂层的制备
        2.2.1 制备电极
        2.2.2 制备石墨自润滑涂层
    2.3 石墨自润滑涂层微观形貌
        2.3.1 石墨自润滑涂层表面微观形貌
        2.3.2 石墨自润滑涂层截面微观形貌
    2.4 石墨自润滑涂层成分分析
        2.4.1 石墨自润滑涂层表面能谱成分分析
        2.4.2 石墨自润滑涂层截面能谱成分分析
3 石墨自润滑涂层制备参数优化
    3.1 面向粗糙度的制备参数优化
        3.1.1 表面粗糙度的测量
        3.1.2 表面粗糙度的结果分析
        3.1.3 表面粗糙度的最优制备参数
    3.2 面向涂层厚度的制备参数优化
        3.2.1 涂层厚度的测量
        3.2.2 涂层厚度的结果分析
        3.2.3 涂层厚度的最优制备参数
    3.3 面向摩擦系数、磨损量的制备参数优化
        3.3.1 摩擦系数、磨损量的测量
        3.3.2 摩擦系数、磨损量的结果分析
        3.3.3 摩擦系数、磨损量的最优制备参数
4 石墨自润滑涂层摩擦磨损特性和磨损机理的研究
    4.1 摩擦磨损实验过程
        4.1.1 实验材料及参数
        4.1.2 摩擦磨损的测量
    4.2 对摩副为轴承钢(GCr15)下摩擦磨损实验结果及其分析
        4.2.1 载荷对石墨自润滑涂层摩擦磨损性能的影响
        4.2.2 往复摩擦频率对石墨自润滑涂层摩擦磨损性能的影响
        4.2.3 时间对石墨自润滑涂层摩擦系数的影响
    4.3 对摩副为氮化硅陶瓷(Si_3N_4)下摩擦磨损实验结果及其分析
        4.3.1 载荷对石墨自润滑涂层摩擦磨损性能的影响
        4.3.2 往复摩擦频率对石墨自润滑涂层摩擦磨损性能的影响
        4.3.3 时间对石墨自润滑涂层摩擦系数的影响
        4.3.4 石墨自润滑涂层磨损表面的演变
5 总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3728923