耐磨自潤(rùn)滑涂層的組織和性能研究.pdf

1、為使機(jī)械零部件能在真空、高溫、高負(fù)荷、無(wú)油等苛刻環(huán)境下具有良好的摩擦學(xué)性能從而降低生產(chǎn)能耗，本文以Ni合金為基體，Cr<,3>C<,2>陶瓷為增強(qiáng)相，石墨和MoS<,2>為自潤(rùn)滑相，采用超音速火焰噴涂技術(shù)制備了MoS<,2>-Cr<,3>C<,2>基和石墨-Cr<,3>C<,2>基兩種自潤(rùn)滑涂層，并對(duì)涂層的組織和性能進(jìn)行了研究。 研究表明：噴涂原材料采用Ni包覆粉末可以有效防止噴涂過(guò)程中 MoS<,2>和石墨自潤(rùn)滑相及Cr<,3

2、>C<,2>陶瓷相的氧化分解。制備的耐磨自潤(rùn)滑涂層組織疏松，涂層孔隙率較高且孔隙直徑較大。由于處于半熔化狀態(tài)下的陶瓷相粒子對(duì)已經(jīng)形成的涂層產(chǎn)生的沖蝕效應(yīng)，噴涂原材料中自潤(rùn)滑相的類型不同時(shí)會(huì)造成涂層中存在的自潤(rùn)滑相數(shù)量不同。自潤(rùn)滑相的引入，會(huì)影響耐磨自潤(rùn)滑涂層的結(jié)合強(qiáng)度和顯微硬度。在MoS<,2>-Cr<,3>C<,2>基涂層中，隨著噴涂原材料中Cr<,3>C<,2>含量的增加涂層的顯微硬度和結(jié)合強(qiáng)度增加，但是隨著MoS<,2>含量的增加

3、涂層的顯微硬度和結(jié)合強(qiáng)度明顯降低；涂層的摩擦系數(shù)、磨損率以及對(duì)偶件的磨損率和噴涂原材料中MoS<,2>和Cr<,3>C<,2>的含量顯著相關(guān)，涂層能夠?qū)崿F(xiàn)自潤(rùn)滑功能。在石墨-Cr<,3>C<,2>基涂層中，噴涂原材料的配比對(duì)涂層的顯微硬度、結(jié)合強(qiáng)度、摩擦系數(shù)、磨損率和對(duì)偶件的磨損率均沒(méi)有明顯的影響規(guī)律，涂層未實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑功能。 在本試驗(yàn)條件下制備的MoS<,2>-Cr<,3>C<,2>基耐磨自潤(rùn)滑涂層的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到15MPa，顯

4、微硬度達(dá)到300HV，可以滿足一般的使用要求。當(dāng)噴涂材料中MoS<,2>的含量為8.8wt％，Cr<,3>C<,2>含量為30wt％時(shí)，涂層的摩擦系數(shù)為0.3，磨損率為4.9×10<'-3>mg/m，對(duì)偶件的磨損率為15.7×10<'-3>mg/m，具有較好的自潤(rùn)滑效果。其自潤(rùn)滑功能的實(shí)現(xiàn)包括兩個(gè)過(guò)程，首先是涂層中的自潤(rùn)滑相在摩擦過(guò)程中剝落填充使涂層摩擦面趨于平整，然后是填充在涂層凹陷區(qū)域中的自潤(rùn)滑相轉(zhuǎn)移到涂層的表面形成低剪切強(qiáng)度的薄膜