隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展，迫切需要發(fā)展新一代耐高溫抗磨材料和高溫潤滑劑，因此研究從室溫到1000℃都具有良好潤滑性能的固體潤滑材料是摩擦學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。本文利用粉末冶金方法制備了添加固體潤滑劑石墨、二硫化鉬及其兩者混合物的鎳基自潤滑復(fù)合材料，通過XRD和SEM分析了其金相組織，用MG2000高溫摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測試了高溫摩擦學(xué)性能，測試了材料的力學(xué)性能，研究了石墨、二硫化鉬、合金化元素以及激光表面處理對材料力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能的影響，探討了其潤滑及磨損機(jī)理。 研究結(jié)果表明：加入石墨和二硫化鉬，分別在基體中引入了碳化物和硫化物，顯著提高了材料的高溫摩擦學(xué)性能，但損害了力學(xué)性能；添加合金元素鋁鈦提高了材料的硬度和抗彎強(qiáng)度值，其中硬度由原來的HB202提高到HB500，抗彎強(qiáng)度提高了10％；石墨的最佳添加量為9wt％～12wt％，石墨添加量為9wt％的復(fù)合材料，室溫～600℃摩擦系數(shù)為0.22～0.46，比未添加潤滑劑的合金降低了50％，磨損率為2.5～5.8×10~(-14)m~3／(N·m)，比未添加的降低了一個(gè)數(shù)量級；二硫化鉬最佳添加量為6wt％～12wt％，添加12wt％MoS_2的復(fù)合材料獲得力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能雙方面的改善，高溫高載條件下顯示出良好的潤滑效果，室溫～600℃時(shí)摩擦系數(shù)為0.2～0.3，磨損率為10~(-14)m~3·N~(-1)·m~(-1)數(shù)量級。在鎳鐵基合金中同時(shí)添加石墨和二硫化鉬達(dá)到協(xié)同減摩的目的，與氮化硅配副時(shí)，室溫～600℃摩擦系數(shù)低于0.3，磨損率為1.0～3.5×10~(-15)m~3／(N·m)之間。在鎳鐵基自潤滑材料表面經(jīng)過激光圖案化處理并涂抹二硫化鉬粉末潤滑，其穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)小于0.1，油潤滑摩擦系數(shù)0.02～0.05之間，研究發(fā)現(xiàn)激光刻蝕微孔儲(chǔ)存固體潤滑劑，并收集硬質(zhì)磨粒，減少對潤滑膜的損傷，降低摩擦系數(shù)。 中低溫段石墨或硫化物發(fā)揮潤滑作用，高溫段硫化物和自生氧化物發(fā)揮潤滑作用。高溫由于硫化物的熔融或變軟，以及硬質(zhì)氧化物的形成，磨損機(jī)制以磨粒磨損為主。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH117.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體潤滑與固體潤滑材料
        1.2.1 固體潤滑劑
        1.2.2 固體潤滑復(fù)合材料
        1.2.3 固體潤滑涂層
    1.3 高溫固體潤滑
        1.3.1 高溫固體潤滑劑
        1.3.2 高溫固體潤滑復(fù)合材料
    1.4 高溫固體潤滑的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.4.1 石墨潤滑
        1.4.2 硫化物潤滑
        1.4.3 氧化物潤滑
        1.4.4 氟化物潤滑及其它
        1.4.5 超高溫自潤滑
        1.4.6 發(fā)展趨勢
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容和方法
第二章 實(shí)驗(yàn)與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.1 鎳基自潤滑復(fù)合材料
        2.2.2 配副材料
    2.3 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.3.1 材料機(jī)械性能測試
        2.3.2 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 試樣表面激光圖案化
第三章 添加石墨對 Ni-Cr-W復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 試樣制備
        3.2.2 力學(xué)性能和摩擦磨損性能測試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 力學(xué)性能
        3.3.2 物相和顯微組織分析
        3.3.3 摩擦學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 鋁鈦增強(qiáng)石墨鎳基材料的性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 試樣制備
        4.2.2 力學(xué)性能及摩擦學(xué)性能測試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 力學(xué)性能
        4.3.2 物相及顯微組織分析
        4.3.3 摩擦學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
2對Ni-Cr-W復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響'>第五章 添加MoS₂對Ni-Cr-W復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 試樣制備
        5.2.2 力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能性能測試
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 力學(xué)性能
        5.3.2 物相及顯微組織分析
2添加量對摩擦磨損性能的影響'>        5.3.3 MoS₂添加量對摩擦磨損性能的影響
        5.3.4 摩擦條件對摩擦學(xué)行為的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 鋁鈦增強(qiáng)含二硫化鉬鎳基材料的性能
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.1 試樣制備
        6.2.2 性能測試
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 力學(xué)性能
        6.3.2 物相及顯微組織分析
        6.3.3 摩擦學(xué)性能
    6.4 本章小結(jié)
第七章 鎳鐵石墨二硫化鉬自潤滑材料摩擦學(xué)性能
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)方法
        7.2.1 試樣制備
        7.2.2 摩擦磨損性能測試
    7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        7.3.1 材料的物相和微觀表面形貌分析
        7.3.2 摩擦學(xué)性能
    7.4 本章小結(jié)
第八章 表面圖案化處理對鎳鐵合金摩擦學(xué)性能的影響
    8.1 引言
    8.2 試樣制備
        8.2.1 表面激光圖案化處理
        8.2.2 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
    8.3 結(jié)果與討論
        8.3.1 表面圖案化處理前后二硫化鉬粉末潤滑
        8.3.2 載荷對表面圖案化后摩擦系數(shù)的影響
        8.3.3 油潤滑條件下的摩擦系數(shù)曲線
        8.3.4 磨損形貌分析
    8.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王愛芳;鎳基自潤滑復(fù)合材料的制備及性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

本文編號：2858201