活塞環(huán)用Mo及Mo基復合涂層的摩擦磨損性能研究.pdf

1、活塞環(huán)與缸套構(gòu)成的摩擦副，是內(nèi)燃機中重要的機構(gòu)。同時也是內(nèi)燃機中運行狀況最為苛刻的部件?？量痰墓ぷ鳝h(huán)境決定了活塞環(huán)涂層材料的特殊性，純陶瓷涂層易產(chǎn)生裂紋，而純金屬材料的耐磨性較差，金屬陶瓷復合涂層往往表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性能。熱噴涂Mo及Mo基復合涂層由于其良好的力學性能與摩擦學性能被廣泛的應用與活塞環(huán)涂層的制造。本文采用大氣等離子噴涂在45鋼表面制備了Mo及30Wt.％Al2O3-Mo復合涂層，研究了Mo及Al2O3-Mo復合涂層的微觀組

2、織結(jié)構(gòu)和力學性能；并考察了涂層與GCr15球配對副對摩時在常溫至300℃時的干摩擦磨損性能；采用JSM-5610L型掃描電子顯微鏡分析了涂層的微觀形貌和磨痕形貌；探討了不同溫度、不同載荷下Mo及Al2O3-Mo復合涂層的磨損機理。結(jié)果表明：
　　1、等離子噴涂制備Mo涂層的孔隙率為8.13%,低于Al2O3-Mo復合涂層（10.06%）。Al2O3-Mo復合涂層硬度為406.5±8HV，高于純Mo涂層，這歸因于Al2O3陶瓷顆粒的

3、彌散增強作用。純Mo涂層與基體的結(jié)合強度42.2±3.2MPa，高于Al2O3-Mo復合涂層，Al2O3顆粒的加入一定程度上降低了Mo涂層的結(jié)合強度，兩種涂層的層內(nèi)結(jié)合強度均高于涂層與基體界面結(jié)合強度。
　　2、與GCr15配對付對摩時，隨著環(huán)境溫度和載荷的升高，Mo涂層的摩擦系數(shù)與磨損率均逐漸升高。常溫時，在10N~40N載荷下，Mo涂層的摩擦系數(shù)為0.43~0.7，磨損率為0.59×10-5mm3/Nm~2.989×10-5m

4、m3/N?m范圍內(nèi)。在常溫至300℃溫度范圍內(nèi)，保持30N載荷不變時，隨著溫度的升高，摩擦系數(shù)和磨損率均逐漸增加；300℃對摩時，Mo涂層的摩擦系數(shù)和磨損率分別為1.14和11.2×10-5mm3/Nm，比常溫時分別增加了120%和418%。常溫下，Mo涂層的磨損機制以塑性變形、磨粒磨損為主，磨損類型為單一的機械類磨損。100℃~300℃溫度下，Mo涂層的主導磨損機制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p和氧化磨損，隨溫度的升高，涂層的粘著現(xiàn)象也越嚴重。<

5、br>　　3、與GCr15配對付對摩時，Al2O3-Mo復合涂層的摩擦學性能與純Mo涂層區(qū)別較大。Al2O3-Mo復合涂層的摩擦系數(shù)和磨損率隨加載載荷的升高而增加，而隨環(huán)境溫度的變化則呈先上高后降低的趨勢。在300℃，30N載荷下，Al2O3-Mo涂層的磨損率最大值達到8.01×10-5mm3/Nm。當環(huán)境溫度為常溫時，純Mo涂層耐磨性能優(yōu)于Al2O3-Mo復合涂層。但Al2O3-Mo復合涂層在100℃~300℃溫度區(qū)
　　4、間