滑動軸承摩擦副微織構表面自潤滑技術及性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的不斷發(fā)展，對軸承在特殊工況下仍能正常工作的要求越來越高，液體潤滑已經(jīng)難以充分發(fā)揮潤滑作用。微織構自潤滑技術應運而生，成為滑動摩擦副在惡劣環(huán)境下的一種有效自潤滑途徑。本文系統(tǒng)開展了激光微織構自潤滑表面及其在液體介質中的滑動摩擦性能及機理研究。
　　首先，利用激光表面微織構技術在GCr15軸承鋼表面進行了微織構工藝試驗，考察了激光頭距試樣表面距離、脈沖重復次數(shù)、單脈沖能量對GCr15軸承鋼表面微凹坑形貌參數(shù)的影響；選

2、擇適當?shù)募す饧庸?shù)對不同涂層表面進行微織構加工，考察了幾種單一涂層材料和復合涂層材料對激光表面蝕除凹坑體積和凹坑周邊熔渣體積的影響，并在此基礎上設計正交試驗，探究了混合涂層的最佳配方。其次，在GCr15軸承鋼表面進行織構化加工，對不同的填充方案進行了比較，在此基礎上，選用較優(yōu)的―保溫保壓固化法‖填充方案分別填充不同的固體潤滑劑，并研究了GCr15軸承鋼在填充不同潤滑劑下的摩擦性能，并在此基礎上，選擇具有較優(yōu)滑動摩擦特性的固體潤滑劑來設

3、計正交試驗，研究最優(yōu)化的復合潤滑劑配方。再次，以環(huán)-環(huán)面接觸滑動摩擦副為試驗摩擦副進行了微織構自潤滑表面滑動摩擦磨損試驗，分別考察了表面潤滑處理方式、織構密度、工況對其摩擦性能的影響。最后，為了進一步研究微織構表面自潤滑性能，本文還結合液體潤滑，研究了在液體介質中表面潤滑處理方式及工況對微織構自潤滑表面滑動摩擦性能的影響，并對比研究了不同潤滑處理在不同工況下對滑動表面摩擦性能的影響，并得到了以下結論：
　?。?）當激光頭距試樣表面

4、距離為1.5 mm時，可以獲得較好的加工形貌；隨著脈沖次數(shù)的增加，微凹坑深度和直徑分別呈增大和先緩慢增大后緩慢減小的變化趨勢；微凹坑直徑和深度均隨單脈沖能量的增大而增大，且其增加幅度均不斷減小。
　?。?）相比無涂層試樣，綠料和水玻璃涂料可以顯著提高試樣表面對激光的吸收率，且加工表面質量得到提高，其中，綠料性能最佳，蝕除凹坑體積增加了29.4％，凹坑邊緣熔渣體積減少了43%；水玻璃/綠料（C-8）復合涂層相比單一水玻璃（C-2）和

5、綠料（C-3）涂層可以更好地提高激光表面微織構加工效率，其效果高于單一C-2和C-3涂層之和，而且并不影響激光微織構加工表面質量；由正交試驗可得，綠料含量17%、粘結劑含量18%的涂料為最優(yōu)的涂料配方，噴涂時，涂層厚度控制在0.1 mm左右。
　?。?）分別采用不同填充方案將固體潤滑劑填充至試樣表面微織構中，從單個微凹坑填充率、整個表面有效填充率以及表面滑動摩擦特性等多個方面對不同填充方案進行對比研究，結果表明：“保溫保壓固化法”

6、填充方案綜合性能明顯優(yōu)于“模具熱壓固化法”；
　?。?）納米固體潤滑劑相比微米潤滑劑具有更好的滑動摩擦性能；復合潤滑劑的最優(yōu)配方為Gr：MoS2：PI：CNTs=4:1:0.5:0.4，其中，各因素對摩擦系數(shù)影響的主次順序為：CNTs＞Gr＞PI＞MoS2。
　?。?）微織構自潤滑技術可以大幅改善光滑表面的摩擦磨損性能；試樣表面摩擦系數(shù)和摩擦副磨損率均隨織構密度的增加而先減小后增大，最佳織構密度為33.2%~41.7%；摩擦