耐磨自潤滑涂層的組織和性能研究.pdf

1、為使機械零部件能在真空、高溫、高負荷、無油等苛刻環(huán)境下具有良好的摩擦學性能從而降低生產(chǎn)能耗，本文以Ni合金為基體，Cr<,3>C<,2>陶瓷為增強相，石墨和MoS<,2>為自潤滑相，采用超音速火焰噴涂技術(shù)制備了MoS<,2>-Cr<,3>C<,2>基和石墨-Cr<,3>C<,2>基兩種自潤滑涂層，并對涂層的組織和性能進行了研究。 研究表明：噴涂原材料采用Ni包覆粉末可以有效防止噴涂過程中 MoS<,2>和石墨自潤滑相及Cr<,3

2、>C<,2>陶瓷相的氧化分解。制備的耐磨自潤滑涂層組織疏松，涂層孔隙率較高且孔隙直徑較大。由于處于半熔化狀態(tài)下的陶瓷相粒子對已經(jīng)形成的涂層產(chǎn)生的沖蝕效應(yīng)，噴涂原材料中自潤滑相的類型不同時會造成涂層中存在的自潤滑相數(shù)量不同。自潤滑相的引入，會影響耐磨自潤滑涂層的結(jié)合強度和顯微硬度。在MoS<,2>-Cr<,3>C<,2>基涂層中，隨著噴涂原材料中Cr<,3>C<,2>含量的增加涂層的顯微硬度和結(jié)合強度增加，但是隨著MoS<,2>含量的增加

3、涂層的顯微硬度和結(jié)合強度明顯降低；涂層的摩擦系數(shù)、磨損率以及對偶件的磨損率和噴涂原材料中MoS<,2>和Cr<,3>C<,2>的含量顯著相關(guān)，涂層能夠?qū)崿F(xiàn)自潤滑功能。在石墨-Cr<,3>C<,2>基涂層中，噴涂原材料的配比對涂層的顯微硬度、結(jié)合強度、摩擦系數(shù)、磨損率和對偶件的磨損率均沒有明顯的影響規(guī)律，涂層未實現(xiàn)自潤滑功能。 在本試驗條件下制備的MoS<,2>-Cr<,3>C<,2>基耐磨自潤滑涂層的結(jié)合強度達到15MPa，顯

4、微硬度達到300HV，可以滿足一般的使用要求。當噴涂材料中MoS<,2>的含量為8.8wt％，Cr<,3>C<,2>含量為30wt％時，涂層的摩擦系數(shù)為0.3，磨損率為4.9×10<'-3>mg/m，對偶件的磨損率為15.7×10<'-3>mg/m，具有較好的自潤滑效果。其自潤滑功能的實現(xiàn)包括兩個過程，首先是涂層中的自潤滑相在摩擦過程中剝落填充使涂層摩擦面趨于平整，然后是填充在涂層凹陷區(qū)域中的自潤滑相轉(zhuǎn)移到涂層的表面形成低剪切強度的薄膜