耐磨自润滑涂层的组织和性能研究

发布时间：2020-11-15 16:51

　　 为使机械零部件能在真空、高温、高负荷、无油等苛刻环境下具有良好的摩擦学性能从而降低生产能耗,本文以Ni合金为基体,Cr3C2陶瓷为增强相,石墨和MoS2为自润滑相,采用超音速火焰喷涂技术制备了MoS2-Cr3C2基和石墨-Cr3C2基两种自润滑涂层,并对涂层的组织和性能进行了研究。 研究表明:喷涂原材料采用Ni包覆粉末可以有效防止喷涂过程中MoS2和石墨自润滑相及Cr3C2陶瓷相的氧化分解。制备的耐磨自润滑涂层组织疏松,涂层孔隙率较高且孔隙直径较大。由于处于半熔化状态下的陶瓷相粒子对已经形成的涂层产生的冲蚀效应,喷涂原材料中自润滑相的类型不同时会造成涂层中存在的自润滑相数量不同。自润滑相的引入,会影响耐磨自润滑涂层的结合强度和显微硬度。在MoS2-Cr3C2基涂层中,随着喷涂原材料中Cr3C2含量的增加涂层的显微硬度和结合强度增加,但是随着MoS2含量的增加涂层的显微硬度和结合强度明显降低;涂层的摩擦系数、磨损率以及对偶件的磨损率和喷涂原材料中MoS2和Cr3C2的含量显著相关,涂层能够实现自润滑功能。在石墨-Cr3C2基涂层中,喷涂原材料的配比对涂层的显微硬度、结合强度、摩擦系数、磨损率和对偶件的磨损率均没有明显的影响规律,涂层未实现自润滑功能。 在本试验条件下制备的MoS2-Cr3C2基耐磨自润滑涂层的结合强度达到15MPa,显微硬度达到300HV,可以满足一般的使用要求。当喷涂材料中MoS2的含量为8.8wt%,Cr3C2含量为30wt%时,涂层的摩擦系数为0.3,磨损率为4.9×10-3mg/m,对偶件的磨损率为15.7×10-3mg/m,具有较好的自润滑效果。其自润滑功能的实现包括两个过程,首先是涂层中的自润滑相在摩擦过程中剥落填充使涂层摩擦面趋于平整,然后是填充在涂层凹陷区域中的自润滑相转移到涂层的表面形成低剪切强度的薄膜。
【学位单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH117.2
【部分图文】：

着重要的影响。在形成复合材料的液角小于 90 度，则润湿性好，液相可触面积大，结合紧密；若润湿角大是一些点，接触面有限。因此在选择粘选理由。本课题中选用 Ni60 粉末作自熔合金粉末，合金中有 B,、Si 等润湿性和流动性，从而能实现与陶瓷Ni60 合金本身具有良好的硬度，具层的表面硬度。粉末的质量，本课题拟采用已经较为类型与具体配比见表 3-4。个合

表面的油污；第二步，用 20 目棕刚玉砂对的目的有三个：一是清除基体表面的氧化膜扩大涂层与基体的结合面积，提高涂层与基表面施加压应力，改变喷涂后的应力分布，之后，立即进行喷涂。表 3-1 粉末参数表%） 粒度(目)质总量<1.5 Cr3C2:余量 -325+4002:余量 -200:余量 -150+325.0-6.0C:0.5-1.1 Fe≤5 Ni:余量 -140+325OF 喷涂技术制备喷涂试样。喷涂设备采用的 CH-2000 型 HVOF 喷涂系统，以丙烷为体，氮气作送粉气体。采用螺旋测微器测量

图 3-2 拉伸试验示意图2.4 涂层显微硬度测试参照 GB9790-88《金属覆盖层和其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度验》的规定，采用 HXD-1000 型显微硬度计测定涂层的维氏硬度，测量位位于涂层的横截面。为减小系统误差，每块试样选取五个视域进行测，取平均值。测试载荷为 4.9N，载荷持续时间为 20s。2.5 涂层的摩擦磨损试验本试验采用 MM200 磨损试验，试验机由转动机构、加载装置测力传感器等组成。试样与对偶宏观接触面为圆环如图 3-3，其中样固定，对偶件转动。试样与对
【引证文献】

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本文编号：2884981