等离子喷涂制备镍铝基宽温域自润滑涂层及摩擦学性能研究
发布时间：2020-12-08 15:41
固体自润滑复合材料由于特殊的优异性能,可以运用在高温、高真空、强辐射、高负载等特殊工况条件下,可以解决某些航天航空、化工冶金等机械设备的摩擦磨损问题,因此得到了大量的研究。合理利用多种固体润滑剂,是实现常温到高温宽温域范围内润滑的有效方法之一。本文采用等离子喷涂优化工艺制备了以Ag为中低温润滑相,共晶氟化物或摩擦产物含Ag金属氧化物为高温润滑相,以Cr2O3为增强相的镍铝基宽温域润滑涂层,测试了涂层从室温到750℃宽温域下的摩擦学性能,研究了温度、组分和含量等因素对润滑涂层摩擦磨损性能的影响,通过XRD、SEM、EDS、Raman等测试分析手段对涂层的表截面和磨损区域进行了检测分析,并对复合润滑涂层在各个温度段下的摩擦与润滑行为进行了讨论。本文采用正交优化实验的方法,研究了大气等离子喷涂NiAl-Cr203复合涂层过程中喷涂距离、喷涂电流和氩气流量对涂层质量的影响,确定了最优喷涂参数为喷涂距离:8cm,喷涂电流:660A,氩气流量:2600L/h。NiAl-Mo-Ag-BaF2/CaF2-Cr2O3复合涂层中,添加20wt.%Cr2O3提高了涂层硬度,将磨损率降低了一个数量级（10-4...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
喷涂现场
测量从涂层／基体处界面至涂层的表面，每间隔４０，取点测试，对于误差大的??点舍弃，并重新测试。??实验使用ＨＴ－１０００高温摩擦磨损试验机，图２．３为该试验机实物图。将已喷涂完毕??的板材线切割成２０ｘ２０ｍｍ大小的试样，并对涂层表面采用６００号砂纸进行打磨降低表??面粗糙度，后经过清洗，除油进入试验机。实验中选取不同温度：室温、２００°Ｃ、４００°Ｃ、??６００°Ｃ及７５０°Ｃ，将磨好的涂层样品固定在旋转台上，采用水平气泡仪使涂层表面趋于??水平，以球－盘式摩擦测试，摩擦盘为涂层表面，球为直径６ｍｍ的Ｓｉ３Ｎ４球，载荷稳定??为５Ｎ，盘的转速设为３００ｒ／ｍｉｎ，摩擦半径为５ｍｍ，测试时间为６０ｍｉｎ。摩擦系数测试??结果直接由测试计算机得到，磨损率由三维轮廓仪测得，计算公式为：ｗ＝Ａｖ；ＡＦ，其中??ｗ为磨损率，单位为Ａｖ为磨损体积，单位为ｍｍ３；?ｓ为滑动总距离，单位为??ｍ；?Ｆ为施加的载荷
３．３?ＮｉＡｌ－Ｃｒ２０、；涂层等离子喷涂工艺参数的优化??３．３．１试验结果??图３．３中编号（１）－（９）分别代表表２．１中不同喷涂参数下得到的涂层的截面微观图，??放大倍数为３０００倍，（１＊）－（９＊）为对应得到的灰度化图片，可以看出，不同喷涂条件下的??涂层截面质量存在明显的差异性，如１号和３号，黑色的Ｃｒ２〇３呈条带状均匀的分布在??涂层之间，并且熔化良好，涂层致密，而在其他喷涂参数下的涂层中，２号和４号存在??少量未熔颗粒和一些的孔隙和空洞，７号和９号则存在明显的未熔化Ｃｒ２０３颗粒，直接??导致涂层在服役过程中，使用寿命减少。通过图像分析的方法来计算涂层的孔隙率，在??图片灰度处理之后，空隙和空洞以黑色的像素区域存在，通过计算黑色区域的像素总和??除以整张图片的像素点，从而粗略得到涂层的孔隙率。??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]等离子喷涂制备WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层及其高温摩擦性能[J]. 袁建辉,祝迎春,雷强,占庆,黄晶,丁思月. 中国表面工程. 2012(02)
[2]Fe-Mo-（MoS2/PbO）高温自润滑材料的摩擦学特性[J]. 韩杰胜,刘维民,吕晋军,王静波. 材料科学与工程学报. 2008(01)
[3]润滑理论研究的进展与思考[J]. 温诗铸. 摩擦学学报. 2007(06)
[4]金属基/石墨固体自润滑材料的研究进展[J]. 卢铃,朱定一,汪才良. 材料导报. 2007(02)
[5]PEEK——制作中高压往复压缩机活塞环的新材料[J]. 梁延祥,尹云萍,庄国庆,高晓范. 压缩机技术. 2006(06)
[6]PTFE复合材料的摩擦学性能及力学性能[J]. 张招柱,曹佩弦,王坤,刘维民. 高分子材料科学与工程. 2005(02)
[7]新型Ni-Cu-C合金中石墨的球化处理及其性能[J]. 朱定一,陈丽娟. 中国有色金属学报. 2004(11)
[8]新型Ni3Al/石墨高温固体自润滑材料的制备及其性能[J]. 朱定一,关翔锋,陈丽娟,汤伟. 中国有色金属学报. 2004(04)
[9]高分子基自润滑材料的研究进展[J]. 浦玉萍,吕广庶,王强. 航空学报. 2004(02)
[10]几种高速电弧喷涂层高温冲蚀磨损性能[J]. 胡军志,马世宁,陈学荣,朱子新. 焊接学报. 2003(06)
本文编号：2905312
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
喷涂现场
测量从涂层／基体处界面至涂层的表面，每间隔４０，取点测试，对于误差大的??点舍弃，并重新测试。??实验使用ＨＴ－１０００高温摩擦磨损试验机，图２．３为该试验机实物图。将已喷涂完毕??的板材线切割成２０ｘ２０ｍｍ大小的试样，并对涂层表面采用６００号砂纸进行打磨降低表??面粗糙度，后经过清洗，除油进入试验机。实验中选取不同温度：室温、２００°Ｃ、４００°Ｃ、??６００°Ｃ及７５０°Ｃ，将磨好的涂层样品固定在旋转台上，采用水平气泡仪使涂层表面趋于??水平，以球－盘式摩擦测试，摩擦盘为涂层表面，球为直径６ｍｍ的Ｓｉ３Ｎ４球，载荷稳定??为５Ｎ，盘的转速设为３００ｒ／ｍｉｎ，摩擦半径为５ｍｍ，测试时间为６０ｍｉｎ。摩擦系数测试??结果直接由测试计算机得到，磨损率由三维轮廓仪测得，计算公式为：ｗ＝Ａｖ；ＡＦ，其中??ｗ为磨损率，单位为Ａｖ为磨损体积，单位为ｍｍ３；?ｓ为滑动总距离，单位为??ｍ；?Ｆ为施加的载荷
３．３?ＮｉＡｌ－Ｃｒ２０、；涂层等离子喷涂工艺参数的优化??３．３．１试验结果??图３．３中编号（１）－（９）分别代表表２．１中不同喷涂参数下得到的涂层的截面微观图，??放大倍数为３０００倍，（１＊）－（９＊）为对应得到的灰度化图片，可以看出，不同喷涂条件下的??涂层截面质量存在明显的差异性，如１号和３号，黑色的Ｃｒ２〇３呈条带状均匀的分布在??涂层之间，并且熔化良好，涂层致密，而在其他喷涂参数下的涂层中，２号和４号存在??少量未熔颗粒和一些的孔隙和空洞，７号和９号则存在明显的未熔化Ｃｒ２０３颗粒，直接??导致涂层在服役过程中，使用寿命减少。通过图像分析的方法来计算涂层的孔隙率，在??图片灰度处理之后，空隙和空洞以黑色的像素区域存在，通过计算黑色区域的像素总和??除以整张图片的像素点，从而粗略得到涂层的孔隙率。??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]等离子喷涂制备WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层及其高温摩擦性能[J]. 袁建辉,祝迎春,雷强,占庆,黄晶,丁思月. 中国表面工程. 2012(02)
[2]Fe-Mo-（MoS2/PbO）高温自润滑材料的摩擦学特性[J]. 韩杰胜,刘维民,吕晋军,王静波. 材料科学与工程学报. 2008(01)
[3]润滑理论研究的进展与思考[J]. 温诗铸. 摩擦学学报. 2007(06)
[4]金属基/石墨固体自润滑材料的研究进展[J]. 卢铃,朱定一,汪才良. 材料导报. 2007(02)
[5]PEEK——制作中高压往复压缩机活塞环的新材料[J]. 梁延祥,尹云萍,庄国庆,高晓范. 压缩机技术. 2006(06)
[6]PTFE复合材料的摩擦学性能及力学性能[J]. 张招柱,曹佩弦,王坤,刘维民. 高分子材料科学与工程. 2005(02)
[7]新型Ni-Cu-C合金中石墨的球化处理及其性能[J]. 朱定一,陈丽娟. 中国有色金属学报. 2004(11)
[8]新型Ni3Al/石墨高温固体自润滑材料的制备及其性能[J]. 朱定一,关翔锋,陈丽娟,汤伟. 中国有色金属学报. 2004(04)
[9]高分子基自润滑材料的研究进展[J]. 浦玉萍,吕广庶,王强. 航空学报. 2004(02)
[10]几种高速电弧喷涂层高温冲蚀磨损性能[J]. 胡军志,马世宁,陈学荣,朱子新. 焊接学报. 2003(06)
本文编号：2905312
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