在45鋼基體上電火花沉積制備石墨自潤(rùn)滑涂層及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-08 17:53
本文采用ESD-03B型電火花堆焊修復(fù)機(jī),按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的制備參數(shù),在45鋼基體上電火花沉積制備了石墨自潤(rùn)滑涂層。利用掃描電子顯微鏡分析石墨自潤(rùn)滑涂層表面和截面微觀形貌。通過(guò)能譜分析對(duì)自潤(rùn)滑涂層表面和截面進(jìn)行成分分析。分別采用LEXT OLS4100型3D測(cè)量激光顯微鏡、TT260型覆層測(cè)厚儀、HSR-2M高速往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)量石墨自潤(rùn)滑涂層粗糙度、厚度、摩擦磨損,并確定出最優(yōu)制備參數(shù)。對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層的摩擦磨損特性和磨損機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。采用電火花沉積技術(shù)在45鋼基體上沉積制備了石墨自潤(rùn)滑涂層。利用涂層的SEM照片觀察了石墨自潤(rùn)滑涂層表面和截面的微觀形貌。其微觀形貌顯示:石墨自潤(rùn)滑涂層的表面呈現(xiàn)出無(wú)規(guī)律性、結(jié)合強(qiáng)度高、凹凸不平的形貌,涂層表面存在氣孔和孔洞,且局部存在裂紋。從截面微觀形貌可以明顯的看出石墨棒電極和45鋼基體形成了良好的治金結(jié)合。通過(guò)面掃描EDS和線掃描EDS可以看出:涂層表面主要含有C元素,涂層和基體上都含有C、Fe、Si、Cr等元素,說(shuō)明涂層和基體之間達(dá)到了良好的熔融和擴(kuò)散效果。按照正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的制備參數(shù),電火花沉積制備了16組試件。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析得出粗...
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 本課題研究的目的與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 自潤(rùn)滑涂層的研究現(xiàn)狀
1.2.2 固體潤(rùn)滑劑的研究現(xiàn)狀
1.2.3 自潤(rùn)滑涂層制備的方法
1.3 電火花沉積技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 電火花沉積技術(shù)原理
1.3.2 電火花沉積技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用
1.3.3 電火花沉積技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.4 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)以及研究?jī)?nèi)容
1.4.1 創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
2 自潤(rùn)滑涂層的制備
2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1.1 正交試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
2.1.2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
2.2 石墨自潤(rùn)滑涂層的制備
2.2.1 制備電極
2.2.2 制備石墨自潤(rùn)滑涂層
2.3 石墨自潤(rùn)滑涂層微觀形貌
2.3.1 石墨自潤(rùn)滑涂層表面微觀形貌
2.3.2 石墨自潤(rùn)滑涂層截面微觀形貌
2.4 石墨自潤(rùn)滑涂層成分分析
2.4.1 石墨自潤(rùn)滑涂層表面能譜成分分析
2.4.2 石墨自潤(rùn)滑涂層截面能譜成分分析
3 石墨自潤(rùn)滑涂層制備參數(shù)優(yōu)化
3.1 面向粗糙度的制備參數(shù)優(yōu)化
3.1.1 表面粗糙度的測(cè)量
3.1.2 表面粗糙度的結(jié)果分析
3.1.3 表面粗糙度的最優(yōu)制備參數(shù)
3.2 面向涂層厚度的制備參數(shù)優(yōu)化
3.2.1 涂層厚度的測(cè)量
3.2.2 涂層厚度的結(jié)果分析
3.2.3 涂層厚度的最優(yōu)制備參數(shù)
3.3 面向摩擦系數(shù)、磨損量的制備參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 摩擦系數(shù)、磨損量的測(cè)量
3.3.2 摩擦系數(shù)、磨損量的結(jié)果分析
3.3.3 摩擦系數(shù)、磨損量的最優(yōu)制備參數(shù)
4 石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損特性和磨損機(jī)理的研究
4.1 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)過(guò)程
4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及參數(shù)
4.1.2 摩擦磨損的測(cè)量
4.2 對(duì)摩副為軸承鋼(GCr15)下摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
4.2.1 載荷對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.2.2 往復(fù)摩擦頻率對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.2.3 時(shí)間對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦系數(shù)的影響
4.3 對(duì)摩副為氮化硅陶瓷(Si_3N_4)下摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
4.3.1 載荷對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.3.2 往復(fù)摩擦頻率對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.3.3 時(shí)間對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦系數(shù)的影響
4.3.4 石墨自潤(rùn)滑涂層磨損表面的演變
5 總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]H13鋼表面電火花沉積Nb涂層組織與性能研究[J]. 欒程群,王文權(quán),鄺厘祥. 表面技術(shù). 2019(01)
[2]等離子噴涂制備Al2O3-Cr2O3復(fù)相涂層組織及性能[J]. 王建萍,史云霞,巫邵波,魏金棟,唐向清. 陶瓷學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]混粉電火花加工Ti-6Al-4V鈦合金表面強(qiáng)化研究[J]. 趙林,李麗,劉云,林本剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(03)
[4]PH17-4不銹鋼表面電火花沉積WC–20Ni涂層及其表征[J]. 周云龍,盛忠起,周靜,張長(zhǎng)鵬. 電鍍與涂飾. 2018(02)
[5]金屬基固體自潤(rùn)滑復(fù)合涂層研究進(jìn)展[J]. 王靜,胡建軍,劉妤. 化學(xué)工程與裝備. 2017(12)
[6]PVD涂層刀具高速銑削CoCrMo合金的性能研究[J]. 張而耕,王琴雪,張鎖懷. 表面技術(shù). 2017(03)
[7]CrNi3MoVA鋼表面電火花沉積NiCrAlY涂層的高速摩擦磨損性能[J]. 楊君寶,王遠(yuǎn)超,曲家惠,郭秋萍,金浩,郭策安,張健. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[8]高強(qiáng)度汽車齒輪表面強(qiáng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳勇,臧立彬,巨東英,賈森. 中國(guó)表面工程. 2017(01)
[9]耐磨自潤(rùn)滑涂層材料的研究[J]. 王瑋. 世界有色金屬. 2016(22)
[10]復(fù)合緩蝕劑在鎂合金化學(xué)鍍鎳中的應(yīng)用及鍍層性能[J]. 胡晉蓮,李廣宇,邵忠財(cái). 電鍍與涂飾. 2016(21)
碩士論文
[1]激光熔覆制備Ni60M/CaF2/MoS2高溫自潤(rùn)滑耐磨涂層工藝研究[D]. 張津超.溫州大學(xué) 2017
[2]聚四氟乙烯潤(rùn)滑涂層的制備及性能研究[D]. 李凱.燕山大學(xué) 2016
[3]不銹鋼金屬網(wǎng)-PTFE復(fù)合自潤(rùn)滑材料的制備與性能試驗(yàn)[D]. 魏乾龍.燕山大學(xué) 2016
[4]基于電火花沉積自潤(rùn)滑涂層的工藝參數(shù)和性能的研究[D]. 單春聲.青島科技大學(xué) 2014
[5]反應(yīng)電火花沉積TiCN金屬?gòu)?fù)合涂層研究[D]. 張博.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[6]陶瓷材料摩擦副的摩擦磨損特性研究[D]. 田曉.天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3728923
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 本課題研究的目的與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 自潤(rùn)滑涂層的研究現(xiàn)狀
1.2.2 固體潤(rùn)滑劑的研究現(xiàn)狀
1.2.3 自潤(rùn)滑涂層制備的方法
1.3 電火花沉積技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 電火花沉積技術(shù)原理
1.3.2 電火花沉積技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用
1.3.3 電火花沉積技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.4 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)以及研究?jī)?nèi)容
1.4.1 創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
2 自潤(rùn)滑涂層的制備
2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1.1 正交試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
2.1.2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
2.2 石墨自潤(rùn)滑涂層的制備
2.2.1 制備電極
2.2.2 制備石墨自潤(rùn)滑涂層
2.3 石墨自潤(rùn)滑涂層微觀形貌
2.3.1 石墨自潤(rùn)滑涂層表面微觀形貌
2.3.2 石墨自潤(rùn)滑涂層截面微觀形貌
2.4 石墨自潤(rùn)滑涂層成分分析
2.4.1 石墨自潤(rùn)滑涂層表面能譜成分分析
2.4.2 石墨自潤(rùn)滑涂層截面能譜成分分析
3 石墨自潤(rùn)滑涂層制備參數(shù)優(yōu)化
3.1 面向粗糙度的制備參數(shù)優(yōu)化
3.1.1 表面粗糙度的測(cè)量
3.1.2 表面粗糙度的結(jié)果分析
3.1.3 表面粗糙度的最優(yōu)制備參數(shù)
3.2 面向涂層厚度的制備參數(shù)優(yōu)化
3.2.1 涂層厚度的測(cè)量
3.2.2 涂層厚度的結(jié)果分析
3.2.3 涂層厚度的最優(yōu)制備參數(shù)
3.3 面向摩擦系數(shù)、磨損量的制備參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 摩擦系數(shù)、磨損量的測(cè)量
3.3.2 摩擦系數(shù)、磨損量的結(jié)果分析
3.3.3 摩擦系數(shù)、磨損量的最優(yōu)制備參數(shù)
4 石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損特性和磨損機(jī)理的研究
4.1 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)過(guò)程
4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及參數(shù)
4.1.2 摩擦磨損的測(cè)量
4.2 對(duì)摩副為軸承鋼(GCr15)下摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
4.2.1 載荷對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.2.2 往復(fù)摩擦頻率對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.2.3 時(shí)間對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦系數(shù)的影響
4.3 對(duì)摩副為氮化硅陶瓷(Si_3N_4)下摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
4.3.1 載荷對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.3.2 往復(fù)摩擦頻率對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦磨損性能的影響
4.3.3 時(shí)間對(duì)石墨自潤(rùn)滑涂層摩擦系數(shù)的影響
4.3.4 石墨自潤(rùn)滑涂層磨損表面的演變
5 總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]H13鋼表面電火花沉積Nb涂層組織與性能研究[J]. 欒程群,王文權(quán),鄺厘祥. 表面技術(shù). 2019(01)
[2]等離子噴涂制備Al2O3-Cr2O3復(fù)相涂層組織及性能[J]. 王建萍,史云霞,巫邵波,魏金棟,唐向清. 陶瓷學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]混粉電火花加工Ti-6Al-4V鈦合金表面強(qiáng)化研究[J]. 趙林,李麗,劉云,林本剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(03)
[4]PH17-4不銹鋼表面電火花沉積WC–20Ni涂層及其表征[J]. 周云龍,盛忠起,周靜,張長(zhǎng)鵬. 電鍍與涂飾. 2018(02)
[5]金屬基固體自潤(rùn)滑復(fù)合涂層研究進(jìn)展[J]. 王靜,胡建軍,劉妤. 化學(xué)工程與裝備. 2017(12)
[6]PVD涂層刀具高速銑削CoCrMo合金的性能研究[J]. 張而耕,王琴雪,張鎖懷. 表面技術(shù). 2017(03)
[7]CrNi3MoVA鋼表面電火花沉積NiCrAlY涂層的高速摩擦磨損性能[J]. 楊君寶,王遠(yuǎn)超,曲家惠,郭秋萍,金浩,郭策安,張健. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[8]高強(qiáng)度汽車齒輪表面強(qiáng)化技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳勇,臧立彬,巨東英,賈森. 中國(guó)表面工程. 2017(01)
[9]耐磨自潤(rùn)滑涂層材料的研究[J]. 王瑋. 世界有色金屬. 2016(22)
[10]復(fù)合緩蝕劑在鎂合金化學(xué)鍍鎳中的應(yīng)用及鍍層性能[J]. 胡晉蓮,李廣宇,邵忠財(cái). 電鍍與涂飾. 2016(21)
碩士論文
[1]激光熔覆制備Ni60M/CaF2/MoS2高溫自潤(rùn)滑耐磨涂層工藝研究[D]. 張津超.溫州大學(xué) 2017
[2]聚四氟乙烯潤(rùn)滑涂層的制備及性能研究[D]. 李凱.燕山大學(xué) 2016
[3]不銹鋼金屬網(wǎng)-PTFE復(fù)合自潤(rùn)滑材料的制備與性能試驗(yàn)[D]. 魏乾龍.燕山大學(xué) 2016
[4]基于電火花沉積自潤(rùn)滑涂層的工藝參數(shù)和性能的研究[D]. 單春聲.青島科技大學(xué) 2014
[5]反應(yīng)電火花沉積TiCN金屬?gòu)?fù)合涂層研究[D]. 張博.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[6]陶瓷材料摩擦副的摩擦磨損特性研究[D]. 田曉.天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3728923
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