宽温带自润滑镍基材料的制备及摩擦学行为研究
发布时间：2020-10-27 06:43
随着现代航空工业的发展，迫切需要发展新一代耐高温抗磨材料和高温润滑剂，因此研究从室温到1000℃都具有良好润滑性能的固体润滑材料是摩擦学领域的热点问题。本文利用粉末冶金方法制备了添加固体润滑剂石墨、二硫化钼及其两者混合物的镍基自润滑复合材料，通过XRD和SEM分析了其金相组织，用MG2000高温摩擦磨损实验机测试了高温摩擦学性能，测试了材料的力学性能，研究了石墨、二硫化钼、合金化元素以及激光表面处理对材料力学性能和摩擦学性能的影响，探讨了其润滑及磨损机理。 研究结果表明：加入石墨和二硫化钼，分别在基体中引入了碳化物和硫化物，显著提高了材料的高温摩擦学性能，但损害了力学性能；添加合金元素铝钛提高了材料的硬度和抗弯强度值，其中硬度由原来的HB202提高到HB500，抗弯强度提高了10％；石墨的最佳添加量为9wt％～12wt％，石墨添加量为9wt％的复合材料，室温～600℃摩擦系数为0.22～0.46，比未添加润滑剂的合金降低了50％，磨损率为2.5～5.8×10~(-14)m~3／(N·m)，比未添加的降低了一个数量级；二硫化钼最佳添加量为6wt％～12wt％，添加12wt％MoS_2的复合材料获得力学性能和摩擦学性能双方面的改善，高温高载条件下显示出良好的润滑效果，室温～600℃时摩擦系数为0.2～0.3，磨损率为10~(-14)m~3·N~(-1)·m~(-1)数量级。在镍铁基合金中同时添加石墨和二硫化钼达到协同减摩的目的，与氮化硅配副时，室温～600℃摩擦系数低于0.3，磨损率为1.0～3.5×10~(-15)m~3／(N·m)之间。在镍铁基自润滑材料表面经过激光图案化处理并涂抹二硫化钼粉末润滑，其稳态摩擦系数小于0.1，油润滑摩擦系数0.02～0.05之间，研究发现激光刻蚀微孔储存固体润滑剂，并收集硬质磨粒，减少对润滑膜的损伤，降低摩擦系数。 中低温段石墨或硫化物发挥润滑作用，高温段硫化物和自生氧化物发挥润滑作用。高温由于硫化物的熔融或变软，以及硬质氧化物的形成，磨损机制以磨粒磨损为主。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH117.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 固体润滑与固体润滑材料
1.2.1 固体润滑剂
1.2.2 固体润滑复合材料
1.2.3 固体润滑涂层
1.3 高温固体润滑
1.3.1 高温固体润滑剂
1.3.2 高温固体润滑复合材料
1.4 高温固体润滑的研究现状和发展趋势
1.4.1 石墨润滑
1.4.2 硫化物润滑
1.4.3 氧化物润滑
1.4.4 氟化物润滑及其它
1.4.5 超高温自润滑
1.4.6 发展趋势
1.5 本文的主要研究内容和方法
第二章 实验与研究方法
2.1 实验的技术路线
2.2 实验材料
2.2.1 镍基自润滑复合材料
2.2.2 配副材料
2.3 实验原理和实验设备
2.3.1 材料机械性能测试
2.3.2 摩擦磨损实验
2.3.3 试样表面激光图案化
第三章 添加石墨对 Ni-Cr-W复合材料摩擦磨损性能的影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 试样制备
3.2.2 力学性能和摩擦磨损性能测试
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 力学性能
3.3.2 物相和显微组织分析
3.3.3 摩擦学性能
3.4 本章小结
第四章 铝钛增强石墨镍基材料的性能
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 试样制备
4.2.2 力学性能及摩擦学性能测试
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 力学性能
4.3.2 物相及显微组织分析
4.3.3 摩擦学性能
4.4 本章小结
2对Ni-Cr-W复合材料摩擦磨损性能的影响'>第五章 添加MoS2对Ni-Cr-W复合材料摩擦磨损性能的影响
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 试样制备
5.2.2 力学性能和摩擦学性能性能测试
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 力学性能
5.3.2 物相及显微组织分析
2添加量对摩擦磨损性能的影响'> 5.3.3 MoS2添加量对摩擦磨损性能的影响
5.3.4 摩擦条件对摩擦学行为的影响
5.4 本章小结
第六章 铝钛增强含二硫化钼镍基材料的性能
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 试样制备
6.2.2 性能测试
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 力学性能
6.3.2 物相及显微组织分析
6.3.3 摩擦学性能
6.4 本章小结
第七章 镍铁石墨二硫化钼自润滑材料摩擦学性能
7.1 引言
7.2 实验方法
7.2.1 试样制备
7.2.2 摩擦磨损性能测试
7.3 实验结果与讨论
7.3.1 材料的物相和微观表面形貌分析
7.3.2 摩擦学性能
7.4 本章小结
第八章 表面图案化处理对镍铁合金摩擦学性能的影响
8.1 引言
8.2 试样制备
8.2.1 表面激光图案化处理
8.2.2 摩擦磨损实验
8.3 结果与讨论
8.3.1 表面图案化处理前后二硫化钼粉末润滑
8.3.2 载荷对表面图案化后摩擦系数的影响
8.3.3 油润滑条件下的摩擦系数曲线
8.3.4 磨损形貌分析
8.4 本章小结
全文总结
致谢
参考文献
【引证文献】
本文编号：2858201
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH117.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 固体润滑与固体润滑材料
1.2.1 固体润滑剂
1.2.2 固体润滑复合材料
1.2.3 固体润滑涂层
1.3 高温固体润滑
1.3.1 高温固体润滑剂
1.3.2 高温固体润滑复合材料
1.4 高温固体润滑的研究现状和发展趋势
1.4.1 石墨润滑
1.4.2 硫化物润滑
1.4.3 氧化物润滑
1.4.4 氟化物润滑及其它
1.4.5 超高温自润滑
1.4.6 发展趋势
1.5 本文的主要研究内容和方法
第二章 实验与研究方法
2.1 实验的技术路线
2.2 实验材料
2.2.1 镍基自润滑复合材料
2.2.2 配副材料
2.3 实验原理和实验设备
2.3.1 材料机械性能测试
2.3.2 摩擦磨损实验
2.3.3 试样表面激光图案化
第三章 添加石墨对 Ni-Cr-W复合材料摩擦磨损性能的影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 试样制备
3.2.2 力学性能和摩擦磨损性能测试
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 力学性能
3.3.2 物相和显微组织分析
3.3.3 摩擦学性能
3.4 本章小结
第四章 铝钛增强石墨镍基材料的性能
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 试样制备
4.2.2 力学性能及摩擦学性能测试
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 力学性能
4.3.2 物相及显微组织分析
4.3.3 摩擦学性能
4.4 本章小结
2对Ni-Cr-W复合材料摩擦磨损性能的影响'>第五章 添加MoS2对Ni-Cr-W复合材料摩擦磨损性能的影响
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 试样制备
5.2.2 力学性能和摩擦学性能性能测试
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 力学性能
5.3.2 物相及显微组织分析
2添加量对摩擦磨损性能的影响'> 5.3.3 MoS2添加量对摩擦磨损性能的影响
5.3.4 摩擦条件对摩擦学行为的影响
5.4 本章小结
第六章 铝钛增强含二硫化钼镍基材料的性能
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 试样制备
6.2.2 性能测试
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 力学性能
6.3.2 物相及显微组织分析
6.3.3 摩擦学性能
6.4 本章小结
第七章 镍铁石墨二硫化钼自润滑材料摩擦学性能
7.1 引言
7.2 实验方法
7.2.1 试样制备
7.2.2 摩擦磨损性能测试
7.3 实验结果与讨论
7.3.1 材料的物相和微观表面形貌分析
7.3.2 摩擦学性能
7.4 本章小结
第八章 表面图案化处理对镍铁合金摩擦学性能的影响
8.1 引言
8.2 试样制备
8.2.1 表面激光图案化处理
8.2.2 摩擦磨损实验
8.3 结果与讨论
8.3.1 表面图案化处理前后二硫化钼粉末润滑
8.3.2 载荷对表面图案化后摩擦系数的影响
8.3.3 油润滑条件下的摩擦系数曲线
8.3.4 磨损形貌分析
8.4 本章小结
全文总结
致谢
参考文献
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 王爱芳;镍基自润滑复合材料的制备及性能研究[D];兰州理工大学;2011年
本文编号：2858201
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2858201.html
