自潤(rùn)滑激光熔覆層的制備及其組織與性能研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，其工作可靠穩(wěn)定性關(guān)乎飛機(jī)飛行安全。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸密封環(huán)很容易磨損，從而影響飛機(jī)的安全。激光表面熔覆技術(shù)是以激光為熱源，在材料表面形成高性能熔覆層的一種新型表面改性技術(shù)。因此本文提出引入“硬質(zhì)潤(rùn)滑層”技術(shù)思路，采用激光表面改性技術(shù)，可望解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸金屬環(huán)因表面磨損而導(dǎo)致密封性能下降的問(wèn)題。
　　本文采用沈陽(yáng)大陸激光廠生產(chǎn)的CO2激光器，用預(yù)置涂粉的方法制備熔覆層。利用金相顯微鏡(OM)，XRD，SEM研

2、究其組織結(jié)構(gòu)，通過(guò)測(cè)量材料的硬度、摩擦磨損系數(shù)與曲線來(lái)表征熔覆層材料的性能。主要的研究工作如下：
　　(1)在不同的激光工藝條件下，預(yù)置涂粉中加入各種物質(zhì)進(jìn)行激光熔覆實(shí)驗(yàn)。熔覆層與基體形成了冶金結(jié)合，當(dāng)功率為1.5 KW時(shí)形成的熔覆層最好。熔覆層顯微組織主要有平面晶和樹(shù)枝晶共同組成；通過(guò)XRD，SEM能夠在熔覆層中找到MoS2、WC、TiC等物質(zhì)。激光熔覆后材料表面的硬度提高，最高硬度值851.12 HV。
　　(2)在最佳

3、激光工藝參數(shù)下，研究單物質(zhì)對(duì)熔覆層硬度等摩擦磨損性能的影響。隨著MoS2的增加熔覆層的硬度有所下降，摩擦系數(shù)逐漸下降，磨損率先增后減。當(dāng)MoS2為13.04％時(shí)，摩擦性能最好；隨著WC的增加熔覆層的硬度增加，熔覆層的摩擦系數(shù)和磨損率也逐漸減少。納米洋蔥的加入使得熔覆層的硬度降低，熔覆層的摩擦系數(shù)也比較小。鎳包裹處理后使得材料的硬度提升，摩擦系數(shù)下降，磨損率也下降。
　　(3)通過(guò)球磨改變物質(zhì)混料方式從而影響熔覆層的摩擦磨損性能。當(dāng)

4、二硫化鉬球磨240 min時(shí)，摩擦系數(shù)下降了32.14%，磨損率減少了61.85%。當(dāng)MoS2添加量為16.67%時(shí)，比純F313熔覆層摩擦系數(shù)下降了32.79%，磨損率減少了75.92%。當(dāng)金剛石為2.91%時(shí)，摩擦系數(shù)比純F313熔覆層下降了37.85%，磨損率減少了80.54%。石墨球磨3 h時(shí)，熔覆層的摩擦系數(shù)，比純F313熔覆層下降26.35%，磨損率減少了79.77%；石墨和基體共同球磨3 h時(shí)，熔覆層的摩擦系數(shù)，比純 F3