镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能研究

论文摘要

本文选用镍包石墨粉末,采用等离子喷涂和氧-乙炔火焰喷涂两种热喷涂技术制备镍包石墨自润滑涂层,采用拉伸试验测定涂层的结合强度,通过正交试验优化设计火焰喷涂的主要工艺参数;测定镍包石墨自润滑涂层的密度,孔隙率;运用扫描电镜、X射线衍射仪等微观分析仪器,对涂层的磨痕表面形貌、磨损颗粒的成份组成及形貌进行分析,探讨了室温条件下镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损性能及磨损机理。干摩擦条件下的实验表明:固定载荷条件下,随着转速的升高,镍包石墨自润滑涂层的摩擦因数开始较平稳,后来变化幅度逐渐增大,磨损率逐渐增大。固定转速条件下,随着载荷的增大,涂层的摩擦因数有先变小后增大的趋势,磨损率逐渐增大。从磨损形貌分析:镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损,并伴随有疲劳裂纹、块状的疲劳剥落坑和少量的氧化磨损。热喷涂技术制备自润滑涂层可现场修复磨损零部件,成本较低,操作方便,修复效率较高且效果较好。固体润滑剂石墨作为组元被加入到金属基体中形成的自润滑涂层,可以在对摩表面间发生转移形成润滑薄膜,能使镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损性能得到较明显改善。和干摩擦条件下45#钢比较,镍包石墨自润滑涂层表现出较好的减摩性能。镍包石墨自润滑材料不仅具有基体金属良好的力学性能、耐磨性能,而且还具有石墨优良的润滑性能、减摩性能,可以应用于很多产品,包括轴承、密封环、轴承保持架、齿轮、活塞及活塞环等,是一种比较有应用前景的新型自润滑材料。本文对今后自润滑涂层摩擦磨损性能研究及其应用具有一定的理论意义和实用参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自润滑涂层的研究现状
• 1.2.1 自润滑涂层材料的研究现状
• 1.2.2 自润滑涂层制备技术的研究现状
• 1.2.3 自润滑涂层结构的研究现状
• 1.3 本研究的意义及主要内容
• 第二章 镍包石墨自润滑涂层的制备
• 2.1 等离子喷涂技术
• 2.1.1 等离子喷涂的基本原理
• 2.1.2 等离子喷涂的工艺特点
• 2.1.3 等离子喷涂制备镍包石墨自润滑涂层的流程
• 2.2 氧-乙炔火焰喷涂技术
• 2.2.1 氧-乙炔火焰喷涂的基本原理
• 2.2.2 氧-乙炔火焰喷涂的工艺特点
• 2.2.3 氧-乙炔火焰喷涂制备镍包石墨自润滑涂层的工艺流程
• 2.3 本章小结
• 第三章 镍包石墨自润滑涂层结合强度的测定
• 3.1 涂层结合强度简介
• 3.2 涂层结合强度测量方法
• 3.2.1 定性检测法
• 3.2.2 定量检测法
• 3.3 镍包石墨自润滑涂层结合强度的测定
• 3.3.1 测定方法的选用
• 3.3.2 镍包石墨自润滑涂层试样的制备方案
• 3.3.3 正交试验的结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 镍包石墨自润滑涂层密度、孔隙率的测定
• 4.1 镍包石墨自润滑涂层孔隙率的形成机制
• 4.2 镍包石墨自润滑涂层密度的测定
• 4.3 镍包石墨自润滑涂层孔隙率的测定
• 4.4 本章小结
• 第五章 镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能研究
• 5.1 摩擦磨损试验条件及分析方法
• 5.2 镍包石墨自润滑涂层在不同试验条件下的摩擦磨损性能
• 5.2.1 转速对镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能的影响
• 5.2.2 载荷对镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能的影响
• 5.3 镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损机理探讨
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文