為使機械零部件能在真空、高溫、高負荷、無油等苛刻環(huán)境下具有良好的摩擦學性能從而降低生產(chǎn)能耗,本文以Ni合金為基體,Cr3C2陶瓷為增強相,石墨和MoS2為自潤滑相,采用超音速火焰噴涂技術制備了MoS2-Cr3C2基和石墨-Cr3C2基兩種自潤滑涂層,并對涂層的組織和性能進行了研究。 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程中MoS2和石墨自潤滑相及Cr3C2陶瓷相的氧化分解。制備的耐磨自潤滑涂層組織疏松,涂層孔隙率較高且孔隙直徑較大。由于處于半熔化狀態(tài)下的陶瓷相粒子對已經(jīng)形成的涂層產(chǎn)生的沖蝕效應,噴涂原材料中自潤滑相的類型不同時會造成涂層中存在的自潤滑相數(shù)量不同。自潤滑相的引入,會影響耐磨自潤滑涂層的結(jié)合強度和顯微硬度。在MoS2-Cr3C2基涂層中,隨著噴涂原材料中Cr3C2含量的增加涂層的顯微硬度和結(jié)合強度增加,但是隨著MoS2含量的增加涂層的顯微硬度和結(jié)合強度明顯降低;涂層的摩擦系數(shù)、磨損率以及對偶件的磨損率和噴涂原材料中MoS2和Cr3C2的含量顯著相關,涂層能夠?qū)崿F(xiàn)自潤滑功能。在石墨-Cr3C2基涂層中,噴涂原材料的配比對涂層的顯微硬度、結(jié)合強度、摩擦系數(shù)、磨損率和對偶件的磨損率均沒有明顯的影響規(guī)律,涂層未實現(xiàn)自潤滑功能。 在本試驗條件下制備的MoS2-Cr3C2基耐磨自潤滑涂層的結(jié)合強度達到15MPa,顯微硬度達到300HV,可以滿足一般的使用要求。當噴涂材料中MoS2的含量為8.8wt%,Cr3C2含量為30wt%時,涂層的摩擦系數(shù)為0.3,磨損率為4.9×10-3mg/m,對偶件的磨損率為15.7×10-3mg/m,具有較好的自潤滑效果。其自潤滑功能的實現(xiàn)包括兩個過程,首先是涂層中的自潤滑相在摩擦過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)域中的自潤滑相轉(zhuǎn)移到涂層的表面形成低剪切強度的薄膜。
【學位單位】：中國石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TH117.2
【部分圖文】：

著重要的影響。在形成復合材料的液角小于 90 度，則潤濕性好，液相可觸面積大，結(jié)合緊密；若潤濕角大是一些點，接觸面有限。因此在選擇粘選理由。本課題中選用 Ni60 粉末作自熔合金粉末，合金中有 B,、Si 等潤濕性和流動性，從而能實現(xiàn)與陶瓷Ni60 合金本身具有良好的硬度，具層的表面硬度。粉末的質(zhì)量，本課題擬采用已經(jīng)較為類型與具體配比見表 3-4。個合

表面的油污；第二步，用 20 目棕剛玉砂對的目的有三個：一是清除基體表面的氧化膜擴大涂層與基體的結(jié)合面積，提高涂層與基表面施加壓應力，改變噴涂后的應力分布，之后，立即進行噴涂。表 3-1 粉末參數(shù)表%） 粒度(目)質(zhì)總量<1.5 Cr3C2:余量 -325+4002:余量 -200:余量 -150+325.0-6.0C:0.5-1.1 Fe≤5 Ni:余量 -140+325OF 噴涂技術制備噴涂試樣。噴涂設備采用的 CH-2000 型 HVOF 噴涂系統(tǒng)，以丙烷為體，氮氣作送粉氣體。采用螺旋測微器測量

圖 3-2 拉伸試驗示意圖2.4 涂層顯微硬度測試參照 GB9790-88《金屬覆蓋層和其他有關覆蓋層維氏和努氏顯微硬度驗》的規(guī)定，采用 HXD-1000 型顯微硬度計測定涂層的維氏硬度，測量位位于涂層的橫截面。為減小系統(tǒng)誤差，每塊試樣選取五個視域進行測，取平均值。測試載荷為 4.9N，載荷持續(xù)時間為 20s。2.5 涂層的摩擦磨損試驗本試驗采用 MM200 磨損試驗，試驗機由轉(zhuǎn)動機構(gòu)、加載裝置測力傳感器等組成。試樣與對偶宏觀接觸面為圓環(huán)如圖 3-3，其中樣固定，對偶件轉(zhuǎn)動。試樣與對
【引證文獻】

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1 趙運才;郭永明;王莉;;WS_2含量對超音速等離子噴涂KF301/WS_2潤滑耐磨涂層摩擦學行為的影響[J];材料保護;2011年08期

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1 王莉;低摩擦耐磨自潤滑涂層摩擦學性能研究[D];江西理工大學;2011年

2 潘蛟亮;二硫化鉬和石墨添加劑對鎳基涂層組織和性能的影響[D];中國石油大學;2008年

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本文編號：2884981