本文關(guān)鍵詞：滑動軸承摩擦副微織構(gòu)表面自潤滑技術(shù)及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)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(gòu)自潤滑技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(gòu)自潤滑表面及其在液體介質(zhì)中的滑動摩擦性能及機(jī)理研究。首先,利用激光表面微織構(gòu)技術(shù)在GCr15軸承鋼表面進(jìn)行了微織構(gòu)工藝試驗(yàn),考察了激光頭距試樣表面距離、脈沖重復(fù)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;選擇適當(dāng)?shù)募す饧庸?shù)對不同涂層表面進(jìn)行微織構(gòu)加工,考察了幾種單一涂層材料和復(fù)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(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),探究了混合涂層的最佳配方。其次,在GCr15軸承鋼表面進(jìn)行織構(gòu)化加工,對不同的填充方案進(jìn)行了比較,在此基礎(chǔ)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(chǔ)上,選擇具有較優(yōu)滑動摩擦特性的固體潤滑劑來設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),研究最優(yōu)化的復(fù)合潤滑劑配方。再次,以環(huán)-環(huán)面接觸滑動摩擦副為試驗(yàn)?zāi)Σ粮边M(jìn)行了微織構(gòu)自潤滑表面滑動摩擦磨損試驗(yàn),分別考察了表面潤滑處理方式、織構(gòu)密度、工況對其摩擦性能的影響。最后,為了進(jìn)一步研究微織構(gòu)表面自潤滑性能,本文還結(jié)合液體潤滑,研究了在液體介質(zhì)中表面潤滑處理方式及工況對微織構(gòu)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(jié)論:(1)當(dāng)激光頭距試樣表面距離為1.5 mm時(shí),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。(2)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(zhì)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(fù)合涂層相比單一水玻璃(C-2)和綠料(C-3)涂層可以更好地提高激光表面微織構(gòu)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(gòu)加工表面質(zhì)量;由正交試驗(yàn)可得,綠料含量17%、粘結(jié)劑含量18%的涂料為最優(yōu)的涂料配方,噴涂時(shí),涂層厚度控制在0.1 mm左右。(3)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(gòu)中,從單個(gè)微凹坑填充率、整個(gè)表面有效填充率以及表面滑動摩擦特性等多個(gè)方面對不同填充方案進(jìn)行對比研究,結(jié)果表明:“保溫保壓固化法”填充方案綜合性能明顯優(yōu)于“模具熱壓固化法”;(4)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(fù)合潤滑劑的最優(yōu)配方為Gr:Mo S2: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?yàn)?CNTsGrPIMo S2。(5)微織構(gòu)自潤滑技術(shù)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(gòu)密度的增加而先減小后增大,最佳織構(gòu)密度為33.2%~41.7%;摩擦系數(shù)分別隨著載荷和滑動轉(zhuǎn)速的增加而呈現(xiàn)減小和先減小后增大的變化趨勢;試樣表面微凹坑中固體潤滑劑呈凸起現(xiàn)象,并沿滑動方向表現(xiàn)一定梯度的堆積。(6)在液體(潤滑油和潤滑脂)介質(zhì)中,微織構(gòu)自潤滑表面在不同的載荷和轉(zhuǎn)速下的摩擦磨損性能均得到了提高。
【關(guān)鍵詞】：滑動摩擦副 吸光涂層 微織構(gòu) 自潤滑 液體介質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.31;TH117
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 滑動軸承自潤滑技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 織構(gòu)表面自潤技術(shù)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 固液復(fù)合潤滑技術(shù)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容及意義20-21
• 1.3.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 研究意義21
• 1.4 課題來源21-23
• 第二章 激光表面織構(gòu)工藝優(yōu)化試驗(yàn)研究23-49
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備23-26
• 2.1.1 激光微織構(gòu)加工設(shè)備23-24
• 2.1.2 三維形貌測量設(shè)備24
• 2.1.3 其他輔助儀器24-26
• 2.2 試驗(yàn)材料26
• 2.3 激光表面微織構(gòu)工藝試驗(yàn)研究26-35
• 2.3.1 試驗(yàn)的研究方法26-27
• 2.3.2 激光頭距試樣表面距離的影響27-30
• 2.3.3 脈沖重復(fù)次數(shù)的影響30-32
• 2.3.4 單脈沖能量的影響32-35
• 2.4 激光微織構(gòu)用吸光涂層工藝優(yōu)化試驗(yàn)研究35-47
• 2.4.1 涂層材料35
• 2.4.2 試驗(yàn)的研究方法35-38
• 2.4.3 不同涂層激光微織構(gòu)單因素對比試驗(yàn)38-45
• 2.4.4 復(fù)合涂層配方正交試驗(yàn)45-47
• 2.5 本章小結(jié)47-49
• 第三章 微織構(gòu)表面自潤滑填充工藝及配方優(yōu)化研究49-69
• 3.1 固體潤滑劑選擇49-51
• 3.1.1 石墨49
• 3.1.2 二硫化鉬49-50
• 3.1.3 碳納米管50
• 3.1.4 可溶性聚四氟乙烯50-51
• 3.1.5 聚酰亞胺51
• 3.2 填充準(zhǔn)備及所用設(shè)備51-53
• 3.2.1 填充試樣的制備51-52
• 3.2.2 填充所用設(shè)備52-53
• 3.3 固體潤滑劑填充工藝試驗(yàn)研究53-60
• 3.3.1 填充工藝的方案設(shè)計(jì)54-56
• 3.3.2 填充效果綜合分析56-60
• 3.4 不同潤滑劑的摩擦性能的對比60-64
• 3.4.1 可溶性聚四氟乙烯（PFA）填充溫度比較60-61
• 3.4.2 聚酰亞胺（PI）填充溫度比較61-62
• 3.4.3 PFA與PI摩擦性能比較62-63
• 3.4.4 納米固體潤滑劑與微米固體潤滑劑摩擦性能比較63-64
• 3.5 復(fù)合固體潤滑劑配方正交試驗(yàn)64-67
• 3.5.1 表頭設(shè)計(jì)64-65
• 3.5.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析65-67
• 3.6 本章小節(jié)67-69
• 第四章 微織構(gòu)自潤滑表面滑動摩擦性能研究69-91
• 4.1 試驗(yàn)方案69-74
• 4.1.1 試驗(yàn)設(shè)備及摩擦副形式的選擇69-73
• 4.1.2 試驗(yàn)研究方法73-74
• 4.2 不同表面處理方式對滑動摩擦性能的影響74-77
• 4.3 織構(gòu)密度對滑動摩擦性能的影響77-80
• 4.4 不同工況下微織構(gòu)自潤滑表面滑動摩擦性能研究80-83
• 4.4.1 轉(zhuǎn)速對摩擦系數(shù)的影響81-82
• 4.4.2 載荷對摩擦系數(shù)的影響82-83
• 4.5 同一織構(gòu)密度下不同直徑對摩擦系數(shù)的影響83-85
• 4.6 微織構(gòu)自潤滑表面潤滑機(jī)理分析85-90
• 4.7 本章小結(jié)90-91
• 第五章 油脂介質(zhì)中微織構(gòu)固體潤滑試驗(yàn)研究91-109
• 5.1 潤滑劑的選取91-92
• 5.1.1 固體潤滑劑的選取91
• 5.1.2 潤滑脂的選取91
• 5.1.3 潤滑油的選取91-92
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案92-93
• 5.2.1 測量設(shè)備92
• 5.2.2 試驗(yàn)方法92-93
• 5.3 潤滑脂介質(zhì)中微織構(gòu)自潤滑摩擦性能研究93-100
• 5.3.1 不同潤滑脂的摩擦系數(shù)的影響93-94
• 5.3.2 不同表面處理方式對摩擦性能的影響及摩擦磨損機(jī)理分析94-97
• 5.3.3 載荷對摩擦系數(shù)的影響97-99
• 5.3.4 轉(zhuǎn)速對摩擦系數(shù)的影響99-100
• 5.4 潤滑油介質(zhì)中微織構(gòu)自潤滑摩擦性能研究100-107
• 5.4.1 不同表面處理方式對摩擦性能的影響及摩擦磨損機(jī)理分析100-104
• 5.4.2 載荷對摩擦系數(shù)的影響104-106
• 5.4.3 轉(zhuǎn)速對摩擦系數(shù)的影響106-107
• 5.5 總結(jié)107-109
• 第六章 總結(jié)與展望109-112
• 6.1 研究總結(jié)109-110
• 6.2 展望110-112
• 參考文獻(xiàn)112-122
• 致謝122-123
• 攻讀碩士期間獲得成果123

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本文編號：419812