鎂合金自潤滑復合膜的制備與摩擦學性能研究.pdf

1、針對鎂合金在導軌滑塊副中耐磨性以及減摩性較差的問題，本論文研究將微弧氧化技術與磁控濺射技術相結合，在鎂合金表面生成自潤滑復合膜，采用SEM、XRD、EDS以及萬能摩擦磨損試驗機，對微弧氧化膜層、復合膜層的表面與截面微觀形貌、結晶相組成、化學成分組成以及摩擦學性能等方面的表征，分別研究了工藝條件對于膜層的摩擦磨損性能的影響。
　　研究表明，典型的鎂合金微弧氧化膜層表面分布許多孔徑不一的“火山堆”，火山堆口的微孔是脈沖放電留下的通道，

2、表面呈多孔質結構，主要由Mg、O、Si、F等元素組成;微弧氧化膜層的截面由較為致密部分和較為疏松部分組成，主要由Mg、Si、O、F等元素組成;膜層的XRD譜圖顯示膜層主要由尖晶石、Mg2SiO4、 MgF2和方鎂石組成;微弧氧化膜層的硬度遠遠大于鎂合金的硬度，膜層的耐磨性能優(yōu)良。
　　微弧氧化電參數工藝對膜層的性能影響較大，故本文系統(tǒng)研究了鎂合金微弧氧化中電解液成分、電流密度、電源頻率、脈沖占空比和氧化時間對微弧氧化膜層的表面與截

3、面形貌、結晶相組成、厚度、孔徑、孔隙率及摩擦學性能的影響規(guī)律，并最終篩選出較好的工藝參數體系:電流密度7A/dm2;電源頻率800Hz;脈沖占空比15％，氧化時間5min，在此工藝條件下，膜層磨損量約為0.0020g，摩擦系數約為0.4。
　　為了得到減摩性能優(yōu)良的膜層，本文利用磁控濺射技術，在鎂合金微弧氧化膜層的表面生成微弧氧化-磁控濺射復合膜層。研究了典型的鎂合金微弧氧化-磁控濺射復合膜層的表面結構形貌、元素分布與力學性能:復

4、合膜層表面堆積一層類石墨鍍層，部分覆蓋了微弧氧化層表面的微孔，主要由C、Mg、 Si、O等元素組成;類石墨鍍層約為400nm厚，均勻覆蓋在微弧氧化層外;復合膜層的硬度也有所提升，摩擦性能優(yōu)良。
　　磁控濺射技術電參數對于復合膜層性能影響具有一定的影響，故本文系統(tǒng)研究了磁控濺射技術中濺射功率、靶基距、濺射氣壓和負偏壓對以微弧氧化膜層為基體的類石墨鍍層的表面形貌、元素組成分布及摩擦學性能的影響規(guī)律，并最終篩選出效果較好的工藝參數體系: