基于铈的干膜润滑涂层微动磨损性能研究

发布时间：2017-08-01 20:40

  本文关键词：基于铈的干膜润滑涂层微动磨损性能研究

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【摘要】：微动腐蚀会使构件接触表面之间发生腐蚀磨损,加速构件疲劳裂纹的萌生和扩展,从而大大降低构件的疲劳寿命。本论文通过加热固化试验、热冲击试验和热失重试验,考察了添加不同量稀土铈的干膜润滑涂层的耐热性和附着性,利用稀土铈(Ce)的改性效能,对已有的干膜润滑剂的性能进行优化；通过摩擦磨损试验得出稀土铈对干膜润滑涂层具有一定的改性作用,可提高涂层的减摩耐磨性能。通过对涂层微观组织对比分析以及定载定幅条件下的微动摩擦试验,研究不同粒度和数量的稀土铈对涂层微动摩擦磨损性能的影响。通过扫描电镜、光学显微镜、X-射线衍射仪等进一步研究最优添加粒度与数量的稀土涂层微动摩擦磨损机理。本论文完成的主要工作及取得的成果如下：1、提出了MoS2干膜润滑涂层的制备工艺,并对相关的的原料进行了介绍与选择；通过固化试验获得涂层的最佳固化温度为先130℃半小时,后220℃半小时至1小时；通过热冲击试验以及热失重试验,初步获得涂层中稀土添加量的范围小于8%比较理想；通过摩擦磨损试验,得出添加一定量稀土铈可明显改善涂层减摩耐磨性能。2、通过对添加不同粒度和数量稀土铈的润滑涂层微观组织形貌进行对比分析,得出加入一定量的稀土铈,能够细化涂层组织结构,晶粒析出分布均匀。通过定幅定载条件下的摩擦磨损试验,获得最佳稀土添加量为1%,粒度18um,由此获得干膜润滑涂层最优配方。3、在最优涂层配方的基础上,进一步考察新配方的干膜润滑涂层摩擦磨损特性,系统研究施加载荷、位移幅值以及循环周次等试验参数的变化对润滑涂层微动摩擦学特性的影响。结合不同载荷和位移幅值条件下的Ft-D曲线、摩擦系数变化曲线及磨痕表面形貌,得出涂层微动运行工况图。探讨涂层的微动损伤机理,得出涂层微动运行区域包括部分滑移区与滑移区。在滑移区MoS2干膜润滑涂层的磨损机制主要以磨粒磨损和氧化磨损为主。研究表明：在MoS2干膜润滑涂层中加入一定量的稀土铈,可以提高涂层的减摩耐磨性能。通过研究稀土元素对干膜润滑剂减摩性能的影响,给出稀土添加量的最佳范围,提出一种干膜润滑剂的改良及制备工艺方法,具有重要的应用价值。通过对最优配方的干膜润滑涂层抗微动磨损性能系统研究,有利于揭示该类涂层微动磨损机制,对研究涂层减摩机理具有重要的理论意义。
【关键词】：稀土铈 干膜润滑涂层 摩擦磨损 微观组织 减摩机理
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4;TH117
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 变量注释表17-18
• 1 绪论18-29
• 1.1 前言18-19
• 1.2 稀土元素用作润滑添加剂的研究进展19-21
• 1.3 稀土在表面工程中的应用21
• 1.4 粘结MoS_2固体干膜润滑涂层21-25
• 1.5 表面工程在微动摩擦学中的应用现状25-27
• 1.6 本课题的主要研究内容与意义27-29
• 2 MoS_2干膜润滑涂层制备及基本性能测试29-44
• 2.1 试验材料的选择与制备29-31
• 2.2 实验设备与仪器31
• 2.3 涂层磨斑形貌分析31-32
• 2.4 基材处理及喷涂固化32-33
• 2.5 腐蚀环境的设置33-34
• 2.6 干膜润滑涂层性能试验分析34-37
• 2.7 涂层摩擦磨损试验分析37-42
• 2.8 本章小结42-44
• 3 稀土铈对MoS_2涂层摩擦性能的影响44-59
• 3.1 前言44
• 3.2 微动摩擦装置44-46
• 3.3 稀土铈(6.5UM)对涂层微动摩擦磨损性能的影响46-51
• 3.4 稀土铈(18UM)对涂层微动摩擦磨损性能的影响51-56
• 3.5 不同粒度稀土铈对润滑涂层性能影响对比研究56-58
• 3.6 本章小结58-59
• 4 添加稀土MoS_2干膜润滑涂层微动摩擦特性研究59-77
• 4.1 前言59
• 4.2 微动摩擦磨损理论59-62
• 4.3 动力学曲线62-65
• 4.4 运行工况微动图65
• 4.5 摩擦系数时变曲线65-69
• 4.6 摩擦耗散能计算69-71
• 4.7 MoS_2涂层切向微动磨损机制71-75
• 4.8 本章小结75-77
• 5 工作总结与展望77-80
• 5.1 工作总结77-78
• 5.2 工作展望78-80
• 参考文献80-85
• 作者简历85-87
• 学位论文数据集87

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本文编号：606132