鎂合金自潤滑復(fù)合膜的制備與摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、針對鎂合金在導(dǎo)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(shù)與磁控濺射技術(shù)相結(jié)合，在鎂合金表面生成自潤滑復(fù)合膜，采用SEM、XRD、EDS以及萬能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，對微弧氧化膜層、復(fù)合膜層的表面與截面微觀形貌、結(jié)晶相組成、化學(xué)成分組成以及摩擦學(xué)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(zhì)結(jié)構(gòu)，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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shù)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(shí)間對微弧氧化膜層的表面與截

3、面形貌、結(jié)晶相組成、厚度、孔徑、孔隙率及摩擦學(xué)性能的影響規(guī)律，并最終篩選出較好的工藝參數(shù)體系:電流密度7A/dm2;電源頻率800Hz;脈沖占空比15％，氧化時(shí)間5min，在此工藝條件下，膜層磨損量約為0.0020g，摩擦系數(shù)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(shù)，在鎂合金微弧氧化膜層的表面生成微弧氧化-磁控濺射復(fù)合膜層。研究了典型的鎂合金微弧氧化-磁控濺射復(fù)合膜層的表面結(jié)構(gòu)形貌、元素分布與力學(xué)性能:復(fù)

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(fù)合膜層的硬度也有所提升，摩擦性能優(yōu)良。
　　磁控濺射技術(shù)電參數(shù)對于復(fù)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(shù)中濺射功率、靶基距、濺射氣壓和負(fù)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(xué)性能的影響規(guī)律，并最終篩選出效果較好的工藝參數(shù)體系: