本文關鍵詞：石墨、二硫化鉬潤滑涂層制備及其摩擦性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：粘結固體潤滑涂層具有優(yōu)良的固體潤滑特性，它能夠在常規(guī)油脂不宜使用的特殊環(huán)境下有效潤滑，因此在真空、高低溫、易燃易爆和強氧化環(huán)境中廣泛使用。采用粘結固體潤滑涂層可以使固體潤滑劑牢固地黏結在基體表面，從而有效地防止金屬偶件的黏著。黏結固體潤滑涂層種類較多，其中以石墨涂層和二硫化鉬涂層最為常見。本文用靜電噴涂方法在45#鋼表面噴涂石墨/二硫化鉬涂層，然后分別在全接觸運動，垂直沖擊運動，水平往復擺動三種工況下進行滾動與滑動復合疲勞磨損試驗，并對磨損后的表面形貌進行觀察，分析其摩擦磨損機理。 試驗結果表明：（1）全接觸運動條件下，石墨/二硫化鉬涂層平均摩擦系數(shù)隨載荷的增加出現(xiàn)先降低后升高的趨勢，載荷為180N時降低到最小值為0.067；在水平往復擺動條件下，平均摩擦系數(shù)隨載荷的增加出現(xiàn)先升高后降低最后逐漸穩(wěn)定的趨勢，最終穩(wěn)定在0.083左右；在垂直沖擊運動條件下，石墨/二硫化鉬涂層的平均摩擦系數(shù)隨載荷的增加出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，載荷從100N增加到180N時，平均摩擦系數(shù)增長了約39.8%，載荷從180N增加到260N時，平均摩擦系數(shù)降低了約29.2%。涂層的磨損率與載荷呈正相關的增長趨勢，180N之前增加緩慢，180N之后迅速增大，磨損率最小為26mg/萬轉，最大為85mg/萬轉。（2）“干滑動摩擦”條件下，涂層試樣的平均摩擦系數(shù)比未涂層試樣的平均摩擦系數(shù)降低了約6%-70%。隨著載荷的增加石墨/二硫化鉬涂層試樣減摩作用體現(xiàn)的越來越明顯，載荷300N時，石墨/二硫化鉬涂層減摩作用體現(xiàn)不太明顯；載荷為400N時，涂層試樣比未涂層試樣的磨損量減少了32.5%；載荷為600N時，涂層試樣減摩作用較400N時提高了30.8%。（3）比較石墨/二硫化鉬涂層在三種工況下平均摩擦系數(shù)和磨損率隨載荷的變化曲線，，可得出垂直沖擊運動條件下的摩擦磨損要遠高于全接觸運動與水平往復擺動運動工況下的摩擦磨損。 在實驗基礎上研究了石墨/二硫化鉬涂層在不同工況下的疲勞磨損機理：（1）在全接觸條件下，低載荷時涂層表面比較光滑，有少量的疲勞點蝕麻坑；高載時涂層磨損比較嚴重，出現(xiàn)較大面積的涂層剝落。（2）在水平往復擺動條件下，涂層的磨損情況比較復雜，低載時涂層表面比較光滑，有少量片狀磨屑涂層主要呈層狀剝落；高載時涂層裂紋清晰可見，并在滾滑摩擦過程中在對偶件表面產(chǎn)生摩擦化學轉移膜，使摩擦系數(shù)和磨損大大降低。（3）在垂直沖擊運動的條件下，石墨/二硫化鉬涂層為撞擊磨損，低載時涂層表面形貌較光滑，塑性變形不大，有很多微裂紋；高載時涂層表面塑性變形嚴重，同時還有因變形產(chǎn)生的堆積臺階。(4)在Herz公式基礎上推導并分析載荷與接觸應力、接觸變形之間的關系。（5）根據(jù)涂層在不同載荷下疲勞磨損破壞循環(huán)次數(shù)，繪制石墨/二硫化鉬涂層在三種工況下的疲勞磨損F-N曲線，并求出其數(shù)學表達式。
【關鍵詞】：粘結潤滑涂層 石墨 二硫化鉬 疲勞磨損 機理
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH117.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 課題的研究背景及意義8-9
• 1.3 二硫化鉬、石墨的性質及其運用9-11
• 1.4 粘結固體潤滑涂層的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4.1 粘結劑11-12
• 1.4.2 固體潤滑劑12
• 1.5 材料摩擦磨損的研究12-15
• 1.5.1 磨損的基礎理論12-15
• 1.5.2 摩擦化學轉移膜技術15
• 1.6 課題的主要研究內容15-17
• 第二章 涂層制備及性能研究17-23
• 2.1 涂層材料配方設計17
• 2.1.1 環(huán)氧樹脂、固化劑及稀釋劑17
• 2.1.2 環(huán)氧膠粘涂層的制備工藝17
• 2.2 固化溫度對涂層性能的影響17-18
• 2.2.1 固化溫度對涂層材料的粘結強度影響17-18
• 2.2.2 固化溫度對涂層材料的摩擦磨損影響18
• 2.3 固體潤滑劑對涂層性能的影響18-19
• 2.4 固化劑含量對涂層摩擦性能的影響19-20
• 2.5 涂層厚度、表面粗糙度、硬度的測定20-21
• 2.6 石墨/二硫化鉬涂層形貌的觀測分析21-22
• 2.7 本章小結22-23
• 第三章 石墨/二硫化鉬涂層滾動與滑動復合運動疲勞磨損實驗23-42
• 3.1 疲勞磨損試驗設計23-25
• 3.1.1 試驗儀器23
• 3.1.2 實驗條件及方法23-25
• 3.2 石墨/二硫化鉬涂層在全接觸運動條件下摩擦磨損特性25-29
• 3.2.1 載荷與摩擦系數(shù)的關系26-27
• 3.2.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關系27-28
• 3.2.3 載荷與磨損率的關系28-29
• 3.3 石墨/二硫化鉬涂層在水平往復擺動條件下摩擦磨損特性29-31
• 3.3.1 載荷與摩擦系數(shù)的關系29-30
• 3.3.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關系30-31
• 3.3.3 載荷與磨損率的關系31
• 3.4 石墨/二硫化鉬涂層在垂直沖擊運動條件下摩擦磨損特性31-34
• 3.4.1 載荷與摩擦系數(shù)的關系31-33
• 3.4.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關系33
• 3.4.3 載荷與磨損率的關系33-34
• 3.5 石墨/二硫化鉬涂層在三種不同工況下的平均摩擦系數(shù)與磨損率的比較34-35
• 3.6 石墨/二硫化鉬涂層疲勞磨損機理研究35-40
• 3.6.1 石墨/二硫化鉬涂層在全接觸運動條件下疲勞磨損形貌及機理研究36-37
• 3.6.2 石墨/二硫化鉬涂層在水平往復擺動運動條件下疲勞磨損形貌及機理研究37-39
• 3.6.3 石墨/二硫化鉬涂層在垂直沖擊運動條件下疲勞磨損形貌及機理研究39-40
• 3.7 本章小結40-42
• 第四章 石墨/二硫化鉬涂層滑動摩擦過程中摩擦磨損性能42-50
• 4.1 疲勞磨損試驗設計42-43
• 4.1.1 試驗儀器42
• 4.1.2 實驗條件及方法42-43
• 4.2 滑動摩擦過程中石墨/二硫化鉬涂層摩擦磨損特性43-49
• 4.2.1 載荷與摩擦系數(shù)的關系43-45
• 4.2.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關系45
• 4.2.3 石墨/二硫化鉬涂層溫度與摩擦系數(shù)的關系45-47
• 4.2.4 載荷與磨損率的關系47
• 4.2.5 試樣磨損后表面形貌分析47-49
• 4.3 本章小結49-50
• 第五章 石墨/二硫化鉬涂層疲勞磨損 F-N 曲線50-57
• 5.1 存在表面膜剪切和固體潤滑摩擦理論50-51
• 5.2 載荷與接觸應力、接觸變形之間的關系51-53
• 5.3 石墨/二硫化鉬涂層疲勞磨損F-N曲線53-56
• 5.3.1 材料的疲勞曲線53-54
• 5.3.2 石墨/二硫化鉬涂層疲勞磨損 F—N 曲線54-56
• 5.4 本章小結56-57
• 第六章 結論與展望57-59
• 6.1 結論57-58
• 6.2 展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-62
• 附錄：作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文62

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：石墨、二硫化鉬潤滑涂層制備及其摩擦性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：401375