铜铝伪合金摩擦磨损性能的研究

发布时间：2017-10-17 02:41

  本文关键词：铜铝伪合金摩擦磨损性能的研究

  更多相关文章： HT250 铜铝伪合金 摩擦磨损 磨损机理 正交分析

【摘要】：伪合金是两种及两种以上的金属各自以均匀、独立的相存在,不形成合金相的一种复合材料。电弧喷涂的技术可以制备伪合金涂层,涂层具有性能优异、生产效率高、操作安全、经济节能等特点。目前国内外对伪合金研究逐渐增多,但是该研究更多的集中在锌铝伪合金与镁铝伪合金耐腐蚀性能的研究上,尤其锌铝伪合金为最,在电视塔、桥梁、舰船、海洋钢结构等需防腐的场合中得到广泛地应用。而对铜铝伪合金研究却非常的少,仅仅是围绕涂层抗拉结合强度、硬度测量、热处理后组织成分和组织形貌进行分析。对基体上涂喷铜铝伪合金后摩擦性能的研究几乎是没有的。本课题利用电弧喷涂方法在HT250基体上喷涂铜铝伪合金涂层,并与40Cr Ni Mo对摩件形成滑动摩擦副,在M-2000磨损试验机上进行了干摩擦、油润滑两种工况下的滑动摩擦磨损实验,并对基体和涂层的摩擦系数、磨损率和磨损机理进行了分析。实验结果表明:(1)在干摩擦条件下,随着载荷的增加,HT250和铜铝伪合金涂层试件的摩擦系数在初始阶段最大,之后呈现逐渐降低的趋势,进入稳定磨损阶段的瞬时摩擦系数也逐步增大。HT250试件随着载荷的增加,进入稳定磨损阶段的时间变小,而时间对于铜铝伪合金涂层进入稳定磨损阶段的影响不大。(2)在油润滑条件下,随着载荷的增加,HT250和铜铝伪合金涂层试件的摩擦系数总体上在初始阶段最大,之后呈现逐渐降低趋势,进入稳定磨损阶段的瞬时摩擦系数也逐步增大,但增幅较小。HT250试件分别在转数为3200转、800转、1600转、7200转、5600转时由磨合阶段进入稳定磨损阶段,说明HT250基体进入稳定磨损阶段的时间范围是2-18分钟不等,而载荷的增加对铜铝伪合金涂层进入稳定磨损阶段的时间影响不大。(3)不同工况下HT250和铜铝伪合金涂层试件的平均摩擦系数均随着载荷的增加而增加,在载荷由100N增加到200N时摩擦系数的增幅最为明显,其后随着载荷的增加摩擦系数的增幅趋于减弱。在干摩擦条件下,铜铝伪合金涂层试件的平均摩擦系数比HT250基体试件的平均摩擦系数低,而在油润滑条件下则情况相反,铜铝伪合金涂层试件比HT250基体试件高;在相同的载荷下,处于干摩擦条件的HT250基体试件的平均摩擦系数最高、处于油润滑条件的HT250基体试件的平均摩擦系数最低。可以确定在干摩擦条件下铜铝伪合金涂层试件的摩擦系数较小、表面摩擦性能比HT250试件好;在油润滑条件下,HT250基体试件的摩擦系数较小,表面摩擦性能比铜铝伪合金涂层试件好。试验表明,在HT250基体上喷涂铜铝伪合金涂层能在干摩擦条件下提高材料的表面摩擦性能。在实验的基础上研究了HT250、铜铝伪合金涂层在干摩擦与油润滑两种不同工况下的滑动磨损机理:(1)在干摩擦和油润滑两种工况下,HT250试件和铜铝伪合金涂层试件的磨损量都随着载荷的增加而增大。两种工况下,铜铝伪合金涂层的磨损量在低载荷情况下比HT250基体小,在高载荷情况下比HT250基体大。干摩擦条件下铜铝伪合金磨损量最大。油润滑条件下,HT250试件的磨损量最小。说明在HT250基体上喷涂铜铝伪合金涂层只在低载荷情况下提高了HT200材料的耐磨性;(2)干摩擦条件下,HT250的磨损机理主要为磨粒磨损,铜铝伪合金涂层在低载荷下的磨损机理主要为磨粒磨损,在高载荷(300N)磨损机理主要为粘着磨损;油润滑条件下,HT250在低载荷下磨损机理主要为磨粒磨损,在高载荷下(300N)为磨粒磨损。而铜铝伪合金涂层的主要磨损机理是磨粒磨损;(3)采用正交分析方法对滑动实验的数据进行了分析,就摩擦系数和磨损率指标,确定不同因素各水平的最佳组合。
【关键词】：HT250 铜铝伪合金 摩擦磨损 磨损机理 正交分析
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-14
• 第1章 绪论14-30
• 1.1 引言14
• 1.2 热喷涂技术概述14-18
• 1.2.1 热喷涂技术原理15
• 1.2.2 热喷涂技术发展背景15-16
• 1.2.3 热喷涂技术分类16
• 1.2.4 热喷涂技术的优点16-17
• 1.2.5 热喷涂技术的缺点17-18
• 1.3 电弧喷涂技术18-20
• 1.3.1 喷涂原理18-19
• 1.3.2 工艺特点19
• 1.3.3 电弧喷涂技术的应用19-20
• 1.4 摩擦学研究现状20-25
• 1.4.1 摩擦学定义20
• 1.4.2 金属的摩擦20-21
• 1.4.3 磨损原理21-23
• 1.4.4 影响金属材料磨损的因素23-25
• 1.5 选题背景、课题意义研究内容25-30
• 1.5.1 选题背景25-28
• 1.5.2 课题意义28
• 1.5.3 研究内容28-30
• 第2章 铜铝伪合金涂层的制备及性能研究30-36
• 2.1 电弧喷涂设备介绍30
• 2.1.1 电弧喷涂设备30
• 2.2 试样的制备30-31
• 2.2.1 丝材的选择30
• 2.2.2 基体的选择和表面预处理30-31
• 2.3 涂层的喷涂工艺31-33
• 2.3.1 喷涂工艺参数31-32
• 2.3.2 丝材安装方式32-33
• 2.3.3 电弧喷涂操作过程33
• 2.4 铜铝伪合金涂层硬度检测33-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 铜铝伪合金涂层滑动摩擦磨损实验36-62
• 3.1 滑动摩擦磨损实验方法36-39
• 3.1.1 试验仪器及设备36-37
• 3.1.2 实验条件及方法37-38
• 3.1.3 实验数据记录与计算38-39
• 3.2 不同工况下载荷对瞬时摩擦系数的影响39-49
• 3.2.1 干摩擦条件下载荷对基体瞬时摩擦系数的影响39-42
• 3.2.2 干摩擦条件下载荷对涂层瞬时摩擦系数的影响42-44
• 3.2.3 油润滑条件下载荷对HT250基体瞬时摩擦系数的影响44-46
• 3.2.4 油润滑条件下载荷对铜铝伪合金涂层瞬时摩擦系数的影响46-49
• 3.3 不同工况下载荷对平均摩擦系数的影响49-51
• 3.4 不同工况下载荷对磨损率的影响51-54
• 3.4.1 干摩擦条件下载荷对HT250、铜铝伪合金涂层磨损率的影响51-52
• 3.4.2 油润滑条件下载荷对HT250、铜铝伪合金涂层磨损率的影响52-53
• 3.4.3 不同工况下磨损率的比较53-54
• 3.5 磨损形貌和磨损机理研究54-60
• 3.5.1 干摩擦条件下HT250基体、铜铝伪合金涂层磨损形貌和磨损机理研究55-58
• 3.5.2 油润滑条件下HT250、铜铝伪合金涂层磨损形貌和磨损机理研究58-60
• 3.6 本章小结60-62
• 第4章 铜铝伪合金涂层使用条件的正交分析研究62-68
• 4.1 正交实验法62-64
• 4.1.1 正交实验法的背景及发展情况62-63
• 4.1.2 正交实验法的基本概念63
• 4.1.3 正交实验结果分析63-64
• 4.2 正交因素分析表设计64-65
• 4.2.1 确定指标、因素、水平64
• 4.2.2 正交表的选择64-65
• 4.3 数据处理和分析65-66
• 4.4 正交因素分析66-67
• 4.4.1 润滑条件66
• 4.4.2 载荷因素66-67
• 4.5 HT250、铜铝伪合金涂层材料的最佳使用条件67
• 4.6 本章小结67-68
• 第5章 主要结论与展望68-70
• 5.1 主要结论68-69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 致谢74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 梁芳慧;钛及其合金涂层的生物仿生方法[J];钛工业进展;2000年05期

2 吴全兴;;熔融氯化物中非均相反应制取钛合金涂层[J];稀有金属快报;2006年07期

3 闫风洁;李辛庚;孙伟;;电力接地网用铜铝伪合金涂层材料[J];腐蚀与防护;2010年04期

4 张雪辉;林晨光;崔舜;李增德;胡晓康;;钨及其合金涂层的研究现状[J];兵工学报;2013年03期

5 彭佳;颜子博;;多主元高熵合金涂层的研究进展[J];表面技术;2013年06期

6 黄华j,蒙必胜;钢齿轮表面合金涂层的显微结构和接触疲劳强度研究[J];机械传动;2000年04期

7 林翠,杜楠,赵晴,尹茂生,张瑞之;电子束蒸发镀铝铬合金涂层研究[J];南昌航空工业学院学报;2000年04期

8 金君;董晨竹;徐东;高玉新;;电火花沉积Ni基合金涂层的摩擦磨损特性[J];表面技术;2011年06期

9 牛雪莲;王立久;孙丹;董晶亮;李长明;;电子束蒸发沉积Al-Fe-Co-Cr-Ni-Cu高熵合金涂层耐蚀性研究[J];大连理工大学学报;2013年05期

10 齐宝森,王志,徐英,张刚,王成国;机械合金化制备磨球表面铬铝合金涂层[J];金属热处理;2005年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 饶群力;王浩伟;王鹏;周尧和;;高硬度镍钼硼合金涂层的研究[A];2000年材料科学与工程新进展（上）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

2 李小周;黄华梁;;表面合金涂层提高铸铁齿轮的接触疲劳强度研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

3 赵程;田丰;彭红瑞;;等离于弧熔覆镍基合金涂层的研究[A];第四届全国表面工程学术交流大会论文集[C];2001年

4 董祥林;;感应熔结合金涂层的结构及其耐磨性[A];第六届全国摩擦学学术会议论文集（上册）[C];1997年

5 吴萍;;均匀液滴喷射技术在合金涂层中的应用[A];TFC'07全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2007年

6 张海军;熊河根;;真空电弧离子镀沉积Ni基合金涂层的研究[A];中国真空学会五届三次理事会暨学术会议论文集[C];2002年

7 刘存;赵卫民;王勇;艾华;信若飞;;电弧喷涂锌铝伪合金涂层腐蚀电化学行为研究[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集（六）[C];2010年

8 张增志;韩桂泉;付跃文;程国清;;感应熔涂NiCrBSi合金涂层抗腐蚀及磨损特性[A];2002年材料科学与工程新进展（上）——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年

9 魏敏;周新远;宋占永;赵可可;汪勇;于鹤龙;;高熵合金涂层激光熔覆成形机理研究初探[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

10 于华;张柯柯;石红信;王要利;邱然峰;;电火花沉积CoCr、WC合金涂层的界面行为研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 徐鹏;激光熔覆Fe17Mn5Si10Cr5Ni记忆合金涂层及其组织与性能研究[D];大连海事大学;2014年

2 蒋穹;基于达克罗技术的Zn-Al基合金涂层的制备及耐蚀机制研究[D];南京航空航天大学;2014年

3 刘敬;激光熔覆γ-Ni/Mo_2Ni_3Si合金涂层的制备工艺与性能研究[D];中国农业大学;2016年

4 王传琦;机械振动作用下激光熔覆镍基合金涂层凝固组织及应力控制研究[D];昆明理工大学;2013年

5 黄灿;钛合金表面激光熔覆TiCrAlSi系多主元合金涂层的研究[D];北京有色金属研究总院;2012年

6 张敏;α-Al_2O_3/Al-Cr合金涂层的低温制备及相关机理研究[D];浙江大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 于瑶;熔盐电脱氧法制备合金涂层的研究[D];河北联合大学;2014年

2 张良;Fe-Cr-Si系合金涂层的组织与性能研究[D];河北联合大学;2014年

3 李智龙;纯铜表面原位制备高熵合金涂层的研究[D];太原理工大学;2016年

4 陈国进;激光熔覆FeCoCrNiB_x高熵合金涂层组织与性能的研究[D];福州大学;2014年

5 黄祖凤;激光熔覆高熵合金涂层的制备及其性能的研究[D];福州大学;2013年

6 王珂;电弧喷涂Al-Zn-Si合金涂层的制备及耐海洋腐蚀性能研究[D];南京航空航天大学;2015年

7 张丽;激光熔覆Al_xCoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂层的制备、结构及性质[D];辽宁科技大学;2016年

8 刘志梅;水性无铬锌铝合金涂层的制备及其耐候性研究[D];南京航空航天大学;2015年

9 夏一龙;激光熔覆法制备FeCoCrNi-M_x高熵合金涂层的组织与性能[D];暨南大学;2016年

10 魏学华;铜铝伪合金摩擦磨损性能的研究[D];青岛理工大学;2016年

，

本文编号：1046377