鋁合金表面自潤滑陶瓷膜層的制備與研究.pdf

1、自潤滑復(fù)合材料在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和簡化等方面具有先天的優(yōu)越性,在特殊條件下具有優(yōu)良的摩擦學(xué)特性,摩擦學(xué)和材料科學(xué)研究領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)之一。本文采用LY12鋁合金為基體材料,利用微弧氧化(micro-arc oxidation MAO)技術(shù)和二次涂覆技術(shù)成功地制備出耐磨減摩的自潤滑陶瓷膜層。系統(tǒng)地研究了工藝參數(shù)、添加劑、層狀固體潤滑劑添加量以及二次涂覆PTFE對(duì)膜層摩擦磨損性能的影響。結(jié)合陶瓷膜組成、表面形貌和對(duì)摩擦副的形貌,探討了自潤滑陶

2、瓷膜層的自潤滑工作過程。利用X射線衍射儀(XRD)和紅外光譜分析(FT-IR)研究了膜層的物質(zhì)組成,采用電子探針(EPMA)和能譜(EDS)分析了元素組成及分布；利用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)膜層和磨痕的形貌進(jìn)行觀察；通過球-盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了膜層的滑動(dòng)摩擦性能,通過往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了膜層的磨損性能；通過光學(xué)顯微鏡研究了對(duì)摩擦副的磨痕形貌。研究表明在鋁酸鹽溶液中工藝參數(shù)對(duì)膜層的摩擦磨損性能有很大的影響,當(dāng)電流密度為8A/d

3、m2,電解液濃度為8g/L,反應(yīng)時(shí)間為60min制備的陶瓷膜層綜合性能較好；向電解液中添加NaF能夠制備出表面較為平整、摩擦磨損性能較好的膜層,NaF的最佳添加量為2g/L；通過在電解液中均勻懸浮適量層狀固體潤滑劑能夠制備耐磨減摩的自潤滑陶瓷膜層,自潤滑陶瓷膜層能夠顯著降低陶瓷膜層的摩擦系數(shù)和磨損量。對(duì)陶瓷膜層進(jìn)行PTFE超真空抽慮涂覆處理,能夠制得耐磨減摩的自潤滑陶瓷膜層,涂覆后的陶瓷膜層在5N低載荷下進(jìn)行20min磨損,其磨損量幾乎