活塞環(huán)用Mo及Mo基復(fù)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(jī)中重要的機(jī)構(gòu)。同時(shí)也是內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)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(fù)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(fù)合涂層由于其良好的力學(xué)性能與摩擦學(xué)性能被廣泛的應(yīng)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(fù)合涂層，研究了Mo及Al2O3-Mo復(fù)合涂層的微觀組

2、織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能；并考察了涂層與GCr15球配對(duì)副對(duì)摩時(shí)在常溫至300℃時(shí)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(fù)合涂層的磨損機(jī)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(fù)合涂層（10.06%）。Al2O3-Mo復(fù)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(qiáng)作用。純Mo涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度42.2±3.2MPa，高于Al2O3-Mo復(fù)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(qiáng)度，兩種涂層的層內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度均高于涂層與基體界面結(jié)合強(qiáng)度。
　　2、與GCr15配對(duì)付對(duì)摩時(shí)，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(shí)，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(shí)，隨著溫度的升高，摩擦系數(shù)和磨損率均逐漸增加；300℃對(duì)摩時(shí)，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(shí)分別增加了120%和418%。常溫下，Mo涂層的磨損機(jī)制以塑性變形、磨粒磨損為主，磨損類型為單一的機(jī)械類磨損。100℃~300℃溫度下，Mo涂層的主導(dǎo)磨損機(jī)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(yán)重。<

5、br>　　3、與GCr15配對(duì)付對(duì)摩時(shí)，Al2O3-Mo復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能與純Mo涂層區(qū)別較大。Al2O3-Mo復(fù)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(shì)。在300℃，30N載荷下，Al2O3-Mo涂層的磨損率最大值達(dá)到8.01×10-5mm3/Nm。當(dāng)環(huán)境溫度為常溫時(shí)，純Mo涂層耐磨性能優(yōu)于Al2O3-Mo復(fù)合涂層。但Al2O3-Mo復(fù)合涂層在100℃~300℃溫度區(qū)
　　4、間