GCr15钢微织构表面固体润滑性能研究

发布时间：2021-04-16 08:51

　　为研究不同表面处理方式对PTFE/GCr15钢配副表面摩擦学性能的影响,采用Nd:YAG纳秒激光器对GCr15轴承钢下试样表面进行激光织构加工,并以纳米MoS₂固体润滑剂作为润滑介质,以黏结有PTFE自润滑衬垫的圆柱销作为上试样进行对摩试验。研究发现:PTFE自润滑衬垫与微织构GCr15摩擦副在干摩擦条件下摩擦因数较低,仅为0.137,而在纳米MoS₂固体润滑剂润滑条件下,其摩擦因数进一步下降为0.123,且波动较小。通过EDS分析表明,表面微织构、聚四氟乙烯衬垫与纳米MoS₂润滑介质三者具有协同润滑减摩效应,可摩擦副表面生成一层由PTFE与纳米MoS₂材料组成的致密、平滑复合润滑膜,有效改善对摩副之间的润滑特性。研究表明,通过表面激光织构技术与固体自润滑技术（添加纳米MoS₂）的有效集成融合,可进一步改善PTFE/GCr15钢配副的润滑性能。 

【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(09)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同表面处理方式试样摩擦因数

从图5、图6中下试样摩擦磨损后的SEM形貌图可以观察到存在于试样表面的固体润滑膜。该润滑膜的形成机制为:一方面,在上下试样相对往复运动过程中,微织构凹坑中最上端的少量纳米MoS2被挤压并拖抹到试样表面;另一方面,上下试样对摩过程中产生的摩擦热会使微织构凹坑内部的固体润滑剂(纳米MoS2)发生热胀效应而微微凸起,凸起部分的固体润滑剂同样被带到试样表面。弥散到试样表面上的纳米MoS2与金属基体表面结合性能较强,使得纳米MoS2能在极短时间内在试样表面形成一层牢固的润滑膜。在上下试样不间断的往复运动过程中,一方面从微织构凹坑内部滑移出来的固体润滑剂源源不断地对破损的固体润滑膜进行及时修补,并在原有的固体润滑薄膜上形成一定堆积,有效提高润滑膜厚度,从而明显提升润滑性能和承载能力;另一方面,上试样上黏结的PTFE材料在下试样表面微凸峰的划刻下,逐渐在对摩副表面形成PTFE自润滑薄膜;此外,对摩副之间摩擦热使PTFE衬垫材料发生微区塑性变形,PTFE材料出现冷流现象,对下试样表面进行填充,也有利于形成稳定的PTFE转移膜。图6 微织构凹坑周围EDS图谱

微织构凹坑周围EDS图谱

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3141122