本文關(guān)鍵詞：石墨、二硫化鉬潤(rùn)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(jié)固體潤(rùn)滑涂層具有優(yōu)良的固體潤(rùn)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(rùn)滑，因此在真空、高低溫、易燃易爆和強(qiáng)氧化環(huán)境中廣泛使用。采用粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層可以使固體潤(rùn)滑劑牢固地黏結(jié)在基體表面，從而有效地防止金屬偶件的黏著。黏結(jié)固體潤(rùn)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(yùn)動(dòng)，垂直沖擊運(yùn)動(dòng)，水平往復(fù)擺動(dòng)三種工況下進(jìn)行滾動(dòng)與滑動(dòng)復(fù)合疲勞磨損試驗(yàn)，并對(duì)磨損后的表面形貌進(jìn)行觀察，分析其摩擦磨損機(jī)理。 試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）全接觸運(yùn)動(dòng)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(shì)，載荷為180N時(shí)降低到最小值為0.067；在水平往復(fù)擺動(dòng)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(shì)，最終穩(wěn)定在0.083左右；在垂直沖擊運(yùn)動(dòng)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(shì)，載荷從100N增加到180N時(shí)，平均摩擦系數(shù)增長(zhǎng)了約39.8%，載荷從180N增加到260N時(shí)，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(guān)的增長(zhǎng)趨勢(shì)，180N之前增加緩慢，180N之后迅速增大，磨損率最小為26mg/萬轉(zhuǎn)，最大為85mg/萬轉(zhuǎn)。（2）“干滑動(dòng)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(shí)，石墨/二硫化鉬涂層減摩作用體現(xiàn)不太明顯；載荷為400N時(shí)，涂層試樣比未涂層試樣的磨損量減少了32.5%；載荷為600N時(shí)，涂層試樣減摩作用較400N時(shí)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(yùn)動(dòng)條件下的摩擦磨損要遠(yuǎn)高于全接觸運(yùn)動(dòng)與水平往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)工況下的摩擦磨損。 在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究了石墨/二硫化鉬涂層在不同工況下的疲勞磨損機(jī)理：（1）在全接觸條件下，低載荷時(shí)涂層表面比較光滑，有少量的疲勞點(diǎn)蝕麻坑；高載時(shí)涂層磨損比較嚴(yán)重，出現(xiàn)較大面積的涂層剝落。（2）在水平往復(fù)擺動(dòng)條件下，涂層的磨損情況比較復(fù)雜，低載時(shí)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(shí)涂層裂紋清晰可見，并在滾滑摩擦過程中在對(duì)偶件表面產(chǎn)生摩擦化學(xué)轉(zhuǎn)移膜，使摩擦系數(shù)和磨損大大降低。（3）在垂直沖擊運(yùn)動(dòng)的條件下，石墨/二硫化鉬涂層為撞擊磨損，低載時(shí)涂層表面形貌較光滑，塑性變形不大，有很多微裂紋；高載時(shí)涂層表面塑性變形嚴(yán)重，同時(shí)還有因變形產(chǎn)生的堆積臺(tái)階。(4)在Herz公式基礎(chǔ)上推導(dǎo)并分析載荷與接觸應(yīng)力、接觸變形之間的關(guān)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(xué)表達(dá)式。
【關(guān)鍵詞】：粘結(jié)潤(rùn)滑涂層 石墨 二硫化鉬 疲勞磨損 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：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(zhì)及其運(yùn)用9-11
• 1.4 粘結(jié)固體潤(rùn)滑涂層的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4.1 粘結(jié)劑11-12
• 1.4.2 固體潤(rùn)滑劑12
• 1.5 材料摩擦磨損的研究12-15
• 1.5.1 磨損的基礎(chǔ)理論12-15
• 1.5.2 摩擦化學(xué)轉(zhuǎn)移膜技術(shù)15
• 1.6 課題的主要研究?jī)?nèi)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(shè)計(jì)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(duì)涂層性能的影響17-18
• 2.2.1 固化溫度對(duì)涂層材料的粘結(jié)強(qiáng)度影響17-18
• 2.2.2 固化溫度對(duì)涂層材料的摩擦磨損影響18
• 2.3 固體潤(rùn)滑劑對(duì)涂層性能的影響18-19
• 2.4 固化劑含量對(duì)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(cè)定20-21
• 2.6 石墨/二硫化鉬涂層形貌的觀測(cè)分析21-22
• 2.7 本章小結(jié)22-23
• 第三章 石墨/二硫化鉬涂層滾動(dòng)與滑動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)疲勞磨損實(shí)驗(yàn)23-42
• 3.1 疲勞磨損試驗(yàn)設(shè)計(jì)23-25
• 3.1.1 試驗(yàn)儀器23
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)條件及方法23-25
• 3.2 石墨/二硫化鉬涂層在全接觸運(yùn)動(dòng)條件下摩擦磨損特性25-29
• 3.2.1 載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系26-27
• 3.2.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關(guān)系27-28
• 3.2.3 載荷與磨損率的關(guān)系28-29
• 3.3 石墨/二硫化鉬涂層在水平往復(fù)擺動(dòng)條件下摩擦磨損特性29-31
• 3.3.1 載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系29-30
• 3.3.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關(guān)系30-31
• 3.3.3 載荷與磨損率的關(guān)系31
• 3.4 石墨/二硫化鉬涂層在垂直沖擊運(yùn)動(dòng)條件下摩擦磨損特性31-34
• 3.4.1 載荷與摩擦系數(shù)的關(guān)系31-33
• 3.4.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關(guān)系33
• 3.4.3 載荷與磨損率的關(guān)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(jī)理研究35-40
• 3.6.1 石墨/二硫化鉬涂層在全接觸運(yùn)動(dòng)條件下疲勞磨損形貌及機(jī)理研究36-37
• 3.6.2 石墨/二硫化鉬涂層在水平往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)條件下疲勞磨損形貌及機(jī)理研究37-39
• 3.6.3 石墨/二硫化鉬涂層在垂直沖擊運(yùn)動(dòng)條件下疲勞磨損形貌及機(jī)理研究39-40
• 3.7 本章小結(jié)40-42
• 第四章 石墨/二硫化鉬涂層滑動(dòng)摩擦過程中摩擦磨損性能42-50
• 4.1 疲勞磨損試驗(yàn)設(shè)計(jì)42-43
• 4.1.1 試驗(yàn)儀器42
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)條件及方法42-43
• 4.2 滑動(dòng)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(guān)系43-45
• 4.2.2 載荷與平均摩擦系數(shù)的關(guān)系45
• 4.2.3 石墨/二硫化鉬涂層溫度與摩擦系數(shù)的關(guān)系45-47
• 4.2.4 載荷與磨損率的關(guān)系47
• 4.2.5 試樣磨損后表面形貌分析47-49
• 4.3 本章小結(jié)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(rùn)滑摩擦理論50-51
• 5.2 載荷與接觸應(yīng)力、接觸變形之間的關(guān)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(jié)56-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57-58
• 6.2 展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-62
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：石墨、二硫化鉬潤(rùn)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(hào)：401375