关节轴承的表面改性方法研究

发布时间：2017-08-06 07:06

  本文关键词：关节轴承的表面改性方法研究

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【摘要】：关节轴承是一种滑动轴承，由于其本身的结构特点，具有较大的承载能力，，良好的耐冲击性和耐磨性，被广泛地应用于航空航天、工程机械和铁路机车等领域中。随着一些尖端领域对关节轴承需求量的增加，对关节轴承的使用性能和摩擦学性能有了更高的要求。关节轴承在高摆频、大扭矩等极端苛刻条件下，容易造成钢/钢摩擦副内外圈配合面摩擦系数增大，导致磨损加剧，甚至最终失效。因此，寻找一种新的表面改性方法，以改善钢/钢摩擦副关节轴承的摩擦学性能尤为重要。本文采用粘结固体润滑涂层法，以无机磷酸盐为胶粘剂，二硫化钼和石墨为固体润滑剂，利用喷涂方式在关节轴承内圈外表面上制备固体润滑涂层，同时利用INSTRON拉压试验机和HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机分别测试固体润滑涂层的粘结性能和摩擦学性能，分析了不同喷枪压力、不同涂层配方及摆动条件对关节轴承固体润滑涂层粘结性能和摩擦学性能的影响规律。主要研究工作如下： 自行研制一种二硫化钼与石墨自润滑复合涂层的配方，利用喷涂方式在轴承钢表面制备二硫化钼与石墨自润滑复合涂层。选取三种喷枪压力值，通过改变二硫化钼与石墨的不同配比，设计一组配方。通过对复合涂层的粘结性能和摩擦学性能进行试验，分析不同喷枪压力、不同配比对复合涂层的影响规律。 将这种表面改性方法应用在关节轴承上，利用本课题组自行研制的关节轴承摩擦磨损试验机，同时考虑不同摆动频率、不同涂层配方以及不同喷枪压力值等条件，对关节轴承进行了大量的摩擦学性能测试。通过对试验数据处理和分析，找出涂层的最优配方及最佳喷枪压力值。 利用扫描电子显微镜、能谱分析仪对关节轴承磨损表面的微观形貌及表面元素含量进行了分析，探讨不同涂层配方以及不同喷枪压力值对关节轴承磨损表面的影响机理，从而进一步找出涂层的最优配方以及最佳喷枪压力值。研究结果为关节轴承产品的质量提升提供一定的参考价值。
【关键词】：关节轴承 二硫化钼 石墨 摩擦学性能 粘结性能
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.31
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 引言7
• 1.2 国内外固体润滑材料的研究现状7-8
• 1.3 表面改性方法的研究现状8-11
• 1.3.1 热喷涂法8-9
• 1.3.2 静电喷涂法9
• 1.3.3 冷喷涂法9-10
• 1.3.4 低温离子渗硫法10
• 1.3.5 粘结固体润滑涂层法10-11
• 1.4 课题的提出及意义11-12
• 1.5 课题的研究内容12-13
• 第2章 试验设备及研究方法13-25
• 2.1 试验设备13-17
• 2.1.1 H-2000 型喷枪13-14
• 2.1.2 简易喷涂辅助装置14
• 2.1.3 INSTRON5944 型电子万能材料试验机14-15
• 2.1.4 HSR-2M 型高速往复式摩擦磨损试验机15-16
• 2.1.5 关节轴承摩擦磨损试验机16-17
• 2.2 试验材料17-19
• 2.2.1 涂层结合强度试样17-18
• 2.2.2 涂层摩擦磨损试样18
• 2.2.3 关节轴承摩擦磨损试样18-19
• 2.3 试验方法19-24
• 2.3.1 试验参量19-22
• 2.3.2 试验方案22-24
• 2.4 微观分析24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 粘结固体润滑涂层的制备及性能测试25-33
• 3.1 粘结固体润滑涂层的制备工艺及涂层形成机制25-26
• 3.1.1 粘结固体润滑涂层的制备工艺25
• 3.1.2 涂层的形成机制25-26
• 3.2 二硫化钼与石墨复合涂层与基体结合强度测试及分析26-27
• 3.3 二硫化钼与石墨复合涂层的摩擦磨损性能测试及分析27-31
• 3.3.1 涂层摩擦系数分析27-31
• 3.3.2 涂层磨损量分析31
• 3.4 本章小结31-33
• 第4章 表面改性关节轴承的摩擦学性能分析33-69
• 4.1 旋转摆动条件下表面改性关节轴承摩擦学性能分析33-51
• 4.1.1 喷枪压力对表面改性关节轴承摩擦学性能的影响33-41
• 4.1.2 涂层配方对表面改性关节轴承摩擦学性能的影响41-47
• 4.1.3 表面改性关节轴承旋转摆动条件下摩擦学性能影响因素的主次分析47-51
• 4.2 倾斜摆动条件下表面改性关节轴承摩擦学性能分析51-67
• 4.2.1 喷枪压力对表面改性关节轴承摩擦学性能的影响51-58
• 4.2.2 涂层配方对表面改性关节轴承摩擦学性能的影响58-64
• 4.2.3 表面改性关节轴承倾斜摆动条件下摩擦学性能影响因素的主次分析64-67
• 4.3 本章小结67-69
• 第5章 表面改性关节轴承的磨损机理分析69-77
• 5.1 不同喷枪压力表面改性关节轴承磨损机理分析69-72
• 5.2 不同涂层配方表面改性关节轴承磨损机理分析72-75
• 5.3 本章小结75-77
• 第6章 结论与展望77-79
• 6.1 研究结论77-78
• 6.2 本论文研究的创新点78
• 6.3 展望78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士学位期间的研究成果84

【参考文献】

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7 闫冬;李爱民;杨晓东;巫p

本文编号：628822