本文關鍵詞：銅鋁偽合金摩擦磨損性能的研究

  更多相關文章： HT250 銅鋁偽合金 摩擦磨損 磨損機理 正交分析

【摘要】：偽合金是兩種及兩種以上的金屬各自以均勻、獨立的相存在,不形成合金相的一種復合材料。電弧噴涂的技術可以制備偽合金涂層,涂層具有性能優(yōu)異、生產(chǎn)效率高、操作安全、經(jīng)濟節(jié)能等特點。目前國內外對偽合金研究逐漸增多,但是該研究更多的集中在鋅鋁偽合金與鎂鋁偽合金耐腐蝕性能的研究上,尤其鋅鋁偽合金為最,在電視塔、橋梁、艦船、海洋鋼結構等需防腐的場合中得到廣泛地應用。而對銅鋁偽合金研究卻非常的少,僅僅是圍繞涂層抗拉結合強度、硬度測量、熱處理后組織成分和組織形貌進行分析。對基體上涂噴銅鋁偽合金后摩擦性能的研究幾乎是沒有的。本課題利用電弧噴涂方法在HT250基體上噴涂銅鋁偽合金涂層,并與40Cr Ni Mo對摩件形成滑動摩擦副,在M-2000磨損試驗機上進行了干摩擦、油潤滑兩種工況下的滑動摩擦磨損實驗,并對基體和涂層的摩擦系數(shù)、磨損率和磨損機理進行了分析。實驗結果表明:(1)在干摩擦條件下,隨著載荷的增加,HT250和銅鋁偽合金涂層試件的摩擦系數(shù)在初始階段最大,之后呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,進入穩(wěn)定磨損階段的瞬時摩擦系數(shù)也逐步增大。HT250試件隨著載荷的增加,進入穩(wěn)定磨損階段的時間變小,而時間對于銅鋁偽合金涂層進入穩(wěn)定磨損階段的影響不大。(2)在油潤滑條件下,隨著載荷的增加,HT250和銅鋁偽合金涂層試件的摩擦系數(shù)總體上在初始階段最大,之后呈現(xiàn)逐漸降低趨勢,進入穩(wěn)定磨損階段的瞬時摩擦系數(shù)也逐步增大,但增幅較小。HT250試件分別在轉數(shù)為3200轉、800轉、1600轉、7200轉、5600轉時由磨合階段進入穩(wěn)定磨損階段,說明HT250基體進入穩(wěn)定磨損階段的時間范圍是2-18分鐘不等,而載荷的增加對銅鋁偽合金涂層進入穩(wěn)定磨損階段的時間影響不大。(3)不同工況下HT250和銅鋁偽合金涂層試件的平均摩擦系數(shù)均隨著載荷的增加而增加,在載荷由100N增加到200N時摩擦系數(shù)的增幅最為明顯,其后隨著載荷的增加摩擦系數(shù)的增幅趨于減弱。在干摩擦條件下,銅鋁偽合金涂層試件的平均摩擦系數(shù)比HT250基體試件的平均摩擦系數(shù)低,而在油潤滑條件下則情況相反,銅鋁偽合金涂層試件比HT250基體試件高;在相同的載荷下,處于干摩擦條件的HT250基體試件的平均摩擦系數(shù)最高、處于油潤滑條件的HT250基體試件的平均摩擦系數(shù)最低。可以確定在干摩擦條件下銅鋁偽合金涂層試件的摩擦系數(shù)較小、表面摩擦性能比HT250試件好;在油潤滑條件下,HT250基體試件的摩擦系數(shù)較小,表面摩擦性能比銅鋁偽合金涂層試件好。試驗表明,在HT250基體上噴涂銅鋁偽合金涂層能在干摩擦條件下提高材料的表面摩擦性能。在實驗的基礎上研究了HT250、銅鋁偽合金涂層在干摩擦與油潤滑兩種不同工況下的滑動磨損機理:(1)在干摩擦和油潤滑兩種工況下,HT250試件和銅鋁偽合金涂層試件的磨損量都隨著載荷的增加而增大。兩種工況下,銅鋁偽合金涂層的磨損量在低載荷情況下比HT250基體小,在高載荷情況下比HT250基體大。干摩擦條件下銅鋁偽合金磨損量最大。油潤滑條件下,HT250試件的磨損量最小。說明在HT250基體上噴涂銅鋁偽合金涂層只在低載荷情況下提高了HT200材料的耐磨性;(2)干摩擦條件下,HT250的磨損機理主要為磨粒磨損,銅鋁偽合金涂層在低載荷下的磨損機理主要為磨粒磨損,在高載荷(300N)磨損機理主要為粘著磨損;油潤滑條件下,HT250在低載荷下磨損機理主要為磨粒磨損,在高載荷下(300N)為磨粒磨損。而銅鋁偽合金涂層的主要磨損機理是磨粒磨損;(3)采用正交分析方法對滑動實驗的數(shù)據(jù)進行了分析,就摩擦系數(shù)和磨損率指標,確定不同因素各水平的最佳組合。
【關鍵詞】：HT250 銅鋁偽合金 摩擦磨損 磨損機理 正交分析
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-14
• 第1章 緒論14-30
• 1.1 引言14
• 1.2 熱噴涂技術概述14-18
• 1.2.1 熱噴涂技術原理15
• 1.2.2 熱噴涂技術發(fā)展背景15-16
• 1.2.3 熱噴涂技術分類16
• 1.2.4 熱噴涂技術的優(yōu)點16-17
• 1.2.5 熱噴涂技術的缺點17-18
• 1.3 電弧噴涂技術18-20
• 1.3.1 噴涂原理18-19
• 1.3.2 工藝特點19
• 1.3.3 電弧噴涂技術的應用19-20
• 1.4 摩擦學研究現(xiàn)狀20-25
• 1.4.1 摩擦學定義20
• 1.4.2 金屬的摩擦20-21
• 1.4.3 磨損原理21-23
• 1.4.4 影響金屬材料磨損的因素23-25
• 1.5 選題背景、課題意義研究內容25-30
• 1.5.1 選題背景25-28
• 1.5.2 課題意義28
• 1.5.3 研究內容28-30
• 第2章 銅鋁偽合金涂層的制備及性能研究30-36
• 2.1 電弧噴涂設備介紹30
• 2.1.1 電弧噴涂設備30
• 2.2 試樣的制備30-31
• 2.2.1 絲材的選擇30
• 2.2.2 基體的選擇和表面預處理30-31
• 2.3 涂層的噴涂工藝31-33
• 2.3.1 噴涂工藝參數(shù)31-32
• 2.3.2 絲材安裝方式32-33
• 2.3.3 電弧噴涂操作過程33
• 2.4 銅鋁偽合金涂層硬度檢測33-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第3章 銅鋁偽合金涂層滑動摩擦磨損實驗36-62
• 3.1 滑動摩擦磨損實驗方法36-39
• 3.1.1 試驗儀器及設備36-37
• 3.1.2 實驗條件及方法37-38
• 3.1.3 實驗數(shù)據(jù)記錄與計算38-39
• 3.2 不同工況下載荷對瞬時摩擦系數(shù)的影響39-49
• 3.2.1 干摩擦條件下載荷對基體瞬時摩擦系數(shù)的影響39-42
• 3.2.2 干摩擦條件下載荷對涂層瞬時摩擦系數(shù)的影響42-44
• 3.2.3 油潤滑條件下載荷對HT250基體瞬時摩擦系數(shù)的影響44-46
• 3.2.4 油潤滑條件下載荷對銅鋁偽合金涂層瞬時摩擦系數(shù)的影響46-49
• 3.3 不同工況下載荷對平均摩擦系數(shù)的影響49-51
• 3.4 不同工況下載荷對磨損率的影響51-54
• 3.4.1 干摩擦條件下載荷對HT250、銅鋁偽合金涂層磨損率的影響51-52
• 3.4.2 油潤滑條件下載荷對HT250、銅鋁偽合金涂層磨損率的影響52-53
• 3.4.3 不同工況下磨損率的比較53-54
• 3.5 磨損形貌和磨損機理研究54-60
• 3.5.1 干摩擦條件下HT250基體、銅鋁偽合金涂層磨損形貌和磨損機理研究55-58
• 3.5.2 油潤滑條件下HT250、銅鋁偽合金涂層磨損形貌和磨損機理研究58-60
• 3.6 本章小結60-62
• 第4章 銅鋁偽合金涂層使用條件的正交分析研究62-68
• 4.1 正交實驗法62-64
• 4.1.1 正交實驗法的背景及發(fā)展情況62-63
• 4.1.2 正交實驗法的基本概念63
• 4.1.3 正交實驗結果分析63-64
• 4.2 正交因素分析表設計64-65
• 4.2.1 確定指標、因素、水平64
• 4.2.2 正交表的選擇64-65
• 4.3 數(shù)據(jù)處理和分析65-66
• 4.4 正交因素分析66-67
• 4.4.1 潤滑條件66
• 4.4.2 載荷因素66-67
• 4.5 HT250、銅鋁偽合金涂層材料的最佳使用條件67
• 4.6 本章小結67-68
• 第5章 主要結論與展望68-70
• 5.1 主要結論68-69
• 5.2 展望69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文73-74
• 致謝74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁芳慧;鈦及其合金涂層的生物仿生方法[J];鈦工業(yè)進展;2000年05期

2 吳全興;;熔融氯化物中非均相反應制取鈦合金涂層[J];稀有金屬快報;2006年07期

3 閆風潔;李辛庚;孫偉;;電力接地網(wǎng)用銅鋁偽合金涂層材料[J];腐蝕與防護;2010年04期

4 張雪輝;林晨光;崔舜;李增德;胡曉康;;鎢及其合金涂層的研究現(xiàn)狀[J];兵工學報;2013年03期

5 彭佳;顏子博;;多主元高熵合金涂層的研究進展[J];表面技術;2013年06期

6 黃華j,蒙必勝;鋼齒輪表面合金涂層的顯微結構和接觸疲勞強度研究[J];機械傳動;2000年04期

7 林翠,杜楠,趙晴,尹茂生,張瑞之;電子束蒸發(fā)鍍鋁鉻合金涂層研究[J];南昌航空工業(yè)學院學報;2000年04期

8 金君;董晨竹;徐東;高玉新;;電火花沉積Ni基合金涂層的摩擦磨損特性[J];表面技術;2011年06期

9 牛雪蓮;王立久;孫丹;董晶亮;李長明;;電子束蒸發(fā)沉積Al-Fe-Co-Cr-Ni-Cu高熵合金涂層耐蝕性研究[J];大連理工大學學報;2013年05期

10 齊寶森,王志,徐英,張剛,王成國;機械合金化制備磨球表面鉻鋁合金涂層[J];金屬熱處理;2005年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 饒群力;王浩偉;王鵬;周堯和;;高硬度鎳鉬硼合金涂層的研究[A];2000年材料科學與工程新進展（上）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

2 李小周;黃華梁;;表面合金涂層提高鑄鐵齒輪的接觸疲勞強度研究[A];面向制造業(yè)的自動化與信息化技術創(chuàng)新設計的基礎技術——2001年中國機械工程學會年會暨第九屆全國特種加工學術年會論文集[C];2001年

3 趙程;田豐;彭紅瑞;;等離于弧熔覆鎳基合金涂層的研究[A];第四屆全國表面工程學術交流大會論文集[C];2001年

4 董祥林;;感應熔結合金涂層的結構及其耐磨性[A];第六屆全國摩擦學學術會議論文集（上冊）[C];1997年

5 吳萍;;均勻液滴噴射技術在合金涂層中的應用[A];TFC'07全國薄膜技術學術研討會論文摘要集[C];2007年

6 張海軍;熊河根;;真空電弧離子鍍沉積Ni基合金涂層的研究[A];中國真空學會五屆三次理事會暨學術會議論文集[C];2002年

7 劉存;趙衛(wèi)民;王勇;艾華;信若飛;;電弧噴涂鋅鋁偽合金涂層腐蝕電化學行為研究[A];第八屆全國表面工程學術會議暨第三屆青年表面工程學術論壇論文集（六）[C];2010年

8 張增志;韓桂泉;付躍文;程國清;;感應熔涂NiCrBSi合金涂層抗腐蝕及磨損特性[A];2002年材料科學與工程新進展（上）——2002年中國材料研討會論文集[C];2002年

9 魏敏;周新遠;宋占永;趙可可;汪勇;于鶴龍;;高熵合金涂層激光熔覆成形機理研究初探[A];2011年全國青年摩擦學與表面工程學術會議論文集[C];2011年

10 于華;張柯柯;石紅信;王要利;邱然峰;;電火花沉積CoCr、WC合金涂層的界面行為研究[A];第十五次全國焊接學術會議論文集[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 徐鵬;激光熔覆Fe17Mn5Si10Cr5Ni記憶合金涂層及其組織與性能研究[D];大連海事大學;2014年

2 蔣穹;基于達克羅技術的Zn-Al基合金涂層的制備及耐蝕機制研究[D];南京航空航天大學;2014年

3 劉敬;激光熔覆γ-Ni/Mo_2Ni_3Si合金涂層的制備工藝與性能研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2016年

4 王傳琦;機械振動作用下激光熔覆鎳基合金涂層凝固組織及應力控制研究[D];昆明理工大學;2013年

5 黃燦;鈦合金表面激光熔覆TiCrAlSi系多主元合金涂層的研究[D];北京有色金屬研究總院;2012年

6 張敏;α-Al_2O_3/Al-Cr合金涂層的低溫制備及相關機理研究[D];浙江大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于瑤;熔鹽電脫氧法制備合金涂層的研究[D];河北聯(lián)合大學;2014年

2 張良;Fe-Cr-Si系合金涂層的組織與性能研究[D];河北聯(lián)合大學;2014年

3 李智龍;純銅表面原位制備高熵合金涂層的研究[D];太原理工大學;2016年

4 陳國進;激光熔覆FeCoCrNiB_x高熵合金涂層組織與性能的研究[D];福州大學;2014年

5 黃祖鳳;激光熔覆高熵合金涂層的制備及其性能的研究[D];福州大學;2013年

6 王珂;電弧噴涂Al-Zn-Si合金涂層的制備及耐海洋腐蝕性能研究[D];南京航空航天大學;2015年

7 張麗;激光熔覆Al_xCoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金涂層的制備、結構及性質[D];遼寧科技大學;2016年

8 劉志梅;水性無鉻鋅鋁合金涂層的制備及其耐候性研究[D];南京航空航天大學;2015年

9 夏一龍;激光熔覆法制備FeCoCrNi-M_x高熵合金涂層的組織與性能[D];暨南大學;2016年

10 魏學華;銅鋁偽合金摩擦磨損性能的研究[D];青島理工大學;2016年

，

本文編號：1046377