Ni60AMoS2復(fù)合潤滑涂層潤滑耐磨機(jī)理研究

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向 名稱PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII11745、Ni60A、La2O3和鎳包覆MoS2將三種不同含量鎳包覆MoS2潤滑劑的層采用機(jī)械混方式將所選定的合金與型高能束等離子設(shè)備進(jìn)行減摩耐磨層的熱實(shí)驗(yàn)采用微觀磨損試驗(yàn)機(jī)(USA)層的磨損機(jī)理進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明：在摩擦試驗(yàn)時間內(nèi)自潤滑復(fù)合層摩擦系數(shù)隨摩擦?xí)r間的變化劇烈的變化趨勢。隨摩擦?xí)r間的延長摩擦系數(shù)的變化可分三個階段即快速M(fèi)oS2MoS2并在鎳包覆MoS2的量分?jǐn)?shù)分40%時。潤滑復(fù)合層低摩擦性能摩擦表MoS2潤滑的形成層摩擦系數(shù)的降低與摩擦表的MoS2潤滑的覆成的。潤滑劑潤滑用的機(jī)理在能對磨形成從而將對摩表間的摩擦變潤滑劑間的摩擦。在摩擦較的在損將的與潤滑磨損個可分的厚度不斷減裂紋的產(chǎn)生裂紋的擴(kuò)展和潤滑的剝落四分析可得知Ni60A/Mo自潤滑潤滑的裂紋產(chǎn)生由機(jī)械力和熱力共同用的結(jié)果。關(guān)鍵詞：;自潤滑;磨擦磨損AbstractThisarticle45steelasasubstratematerialthesprayingpowderincludeNiCrAl、Ni60A、La2O3andMoS2-coatedbyNiThecoatingpowderwiththreedifferentcontentsoftheMoS2adoptmechanicalmixedpowdermeanstouniformitymixalloypowderselectedwithlubricants.AdoptingDH-1080highenergybeamplasmasprayingequipmenttoproductthermalsprayanti-frictioncoating,andtab.1showssprayingprocessingparameters.TheresearchadoptsUMT-2microscopicweartester(USA)totestthefrictionandwearthecharcactistsofthecoating,anddiscussthemechanismofthecoating.Theresultshowsthatduringthefrictionexperimentaltime,thefrictioncoefficientoftheself-lubricatingcompositecoatingchangedwiththefrictiontime,whichpresentsdramaticallydiversification.Withtheprolongationoffrictiontime,thechangeofthefrictioncoefficientcanbedividedintothreestages,thatis,rapidlydecreasingstage;slowlydecreasingstage;steadymaintainingstage.increasingthecontentofMoS2,thefrictioncoefficientofthecoatingwhichchangedwiththeincreasingcontentoftheMoS2presentsfirstlydecreasesthenincreasesandthevaluereachtheminimumwhenthequalitypercentofMoS2wrappedwithNickelis35%.Low-frictionpropertyoftheNi60A/MoS2compositecoatingisduetotheformingofMoS2lubricatingfilm.ThedecreasingofthefrictioncoefficientofthecoatingisinproportiontothecoverageareaofMo2lubricatingfilm.Experimentalresultsshowthemechanismoftheself-lubricatingmaterial,undertheuniteffectoftheverticalloadandfrictionheat.Becauseofthefluidityofoil,compressibilityoftheporosityandthermalexpansioncharacteristicofoil,whichmakestheoilstoredinthematerialflowonthefrictionsurfacebehavioringlubricatingeffect.Frictionheat,theoil,thefrictioncoefficientplaytheroleofself-feedbackregulation,keepingthebalanceofthelowfrictioncoefficient;theoilonthefrictionsurfaceduringtheslipprocessisimpossibletobeavoided,undertheeffectofthefeedbackregulation,supplyingoiltothefrictionsurfacebyimprovingthetemperatureofthefrictionsurface,whenthetemperatureisuptotheflashpointoftheoil,theoilonthefrictionsurfacewouldgreatlyvolatilized.Themeansoffrictiontransferfromself-lubricatingtodryfriction,leadingthefailureofself-lubricating.Keywords:Solidlubricant;self-lubricating;frictionandwearPAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII錄III一章11等離子噴涂概述 1等離子噴涂的發(fā)展 1等離子噴涂原理 2等離子噴涂工藝和特點(diǎn) 4等離子噴涂的工藝流程 7等離子噴涂的設(shè)備及工作過程 11等離子噴涂的設(shè)備 11噴涂設(shè)備工作過程 12自潤滑涂層及其研究現(xiàn)狀 13自潤滑涂層的材料與結(jié)構(gòu) 131.4.2自潤滑涂層制備技術(shù)1.4.3固體自潤滑復(fù)合涂層研究概況 161.4.4固體自潤滑復(fù)合涂層研究內(nèi)容1.4.5固體自潤滑復(fù)合涂層研究意義和的 17二章自潤滑涂層的設(shè)計(jì)和制備 19二硫化鉬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 19二硫化鉬的結(jié)構(gòu) 19二硫化鉬的性質(zhì) 20材料的選擇 21固體潤滑材料的設(shè)計(jì) 22設(shè)計(jì)依據(jù) 22組成設(shè)計(jì) 23結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24三章復(fù)合潤滑涂層的性能測試 26參數(shù)對涂層性能的影響 26涂層的硬度 28涂層的硬度測試+28涂層結(jié)合強(qiáng)度的測定 29涂層結(jié)合強(qiáng)度測量方法 鎳包石墨自潤滑涂層結(jié)合強(qiáng)度的測定 四章摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果 摩擦磨損的基本理論 32摩擦的機(jī)理 33磨損機(jī)理 3434磨損試驗(yàn)結(jié)果及分析 372222

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44+++、參考文獻(xiàn) 48致謝 50PAGEPAGE151.1 引言、對運(yùn)動的機(jī)構(gòu)或零件都會產(chǎn)生摩擦磨損，磨損是機(jī)械零件失效最主6080重要[49]。潤滑是減少摩擦、降低磨損的最為有效的措施。一般的方法是使用潤滑油或潤滑脂，但在高溫、真空、低速、重載、不易形成潤滑油膜或油膜易失效等惡劣特殊工況條件下，零部件一般不易采用潤滑油或潤滑脂進(jìn)行潤滑，此時固體潤滑顯示了其獨(dú)特的優(yōu)。固體潤滑是固體()摩擦界，降低摩擦、磨損的措施。固體膜潤滑膜潤滑或固體潤滑，是固體潤滑材料的主要之一，與的油脂潤滑，固體膜潤滑可在高溫、高、低溫、高真空、、等特殊條件下有效潤滑，在用器、機(jī)械、機(jī)械、機(jī)械、工工等工業(yè)了廣泛的應(yīng)用。摩擦學(xué)關(guān)機(jī)器的可、能量用，現(xiàn)代科學(xué)的，特是空的，使材料在高溫條件下的摩擦、磨損潤滑重，一般的潤滑油潤滑脂由在高溫下都有易的，因的高溫潤滑潤滑材料有重要的，使高溫摩擦學(xué)的和發(fā)展成為目前摩擦學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)[2]。在零件體材料有能的，采用在摩擦制高、耐磨損的潤滑，成為摩擦學(xué)一的方。時，潤滑材料在技顯示了獨(dú)特的優(yōu)。潤滑是由潤滑材料有的潤滑，在工作對摩擦界形成潤滑膜現(xiàn)的。，用器、機(jī)械、機(jī)械、、機(jī)械、、工等特殊的滑動他摩擦組件是自潤滑材料最合適的應(yīng)用領(lǐng)域[3-7]。1.2 等離子噴涂概述1.2.1 等離子噴涂的發(fā)展等(APS)是產(chǎn)生的等體為材料為主的涂方法。等是的一重要，2050代現(xiàn)代空原能工業(yè)的現(xiàn)起的時對高、高、高的，促使對高源、高速、等方進(jìn)行了，50代，國Plasma-dyne制等。等其世，一大的關(guān)注，成為現(xiàn)代工業(yè)科學(xué)各廣泛采用的進(jìn)工1】。由于等離子射流能夠熔化幾乎所有的固體材料，因此等離子噴涂技術(shù)可以形成涂層的種類及其應(yīng)用極其廣泛。等離子噴涂技術(shù)的發(fā)展主要集中在噴槍功率的提高以及送進(jìn)粉末方式的改良兩大方面。目前，特別是在軸向送粉方式等離子噴槍研制方面取得了巨大的進(jìn)展。20世紀(jì)80年代以前，等離子噴涂技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在等離子電弧的功率的提高，即最大功率從50年代的20K，到0年代的W，0年代的W級。采用水作為等離子工作介質(zhì)，使電弧電壓大幅度提高，從而使電弧功率可以達(dá)到250KW。80年代中期超音速等離子噴涂采用普通的工作氣體如氬氣，其功率也達(dá)到了200KW。等離子電弧功率的提高大幅度提高了等離子射流的熱焓。這類高能等離子噴涂系統(tǒng)的主要特點(diǎn)應(yīng)為涂層制備效率高，用于高熔點(diǎn)陶瓷材料的噴涂成形更有效。當(dāng)前，熱噴涂技術(shù)已在航天航化工，，，，通等得了的應(yīng)用，取得了的技術(shù)效?？梢?，的工進(jìn)，熱噴涂技術(shù)發(fā)大的作用，可以統(tǒng)工方的，已成為現(xiàn)代工中可的中面技術(shù)。等離子噴涂等離子等離子體等離子是質(zhì)子的電子在高離子的使質(zhì)成為電粒子在的由于其有特的能，為質(zhì)的。等離子體是種由由電子離子中子子成的電離氣體。等離子體的是由于有夠的能氣體而其電離。如，如氣體熱到 50000C以，化發(fā)而其子進(jìn)的，這子成電子離過，成為等離子體。發(fā)離電離1。所離，是成氣體子的子離，形成為的子如子成兩子，這種為氣體子的離；如進(jìn)高度，子中的電子從子中離，成為電的子電的電子，這子的電離。當(dāng)這種電離，使電子離子的度達(dá)到的，質(zhì)的也了的化，的質(zhì)也得的氣體。為別于固體體氣體這種，質(zhì)的這種為質(zhì)的第因體系的離子電等，為等離子，而于等離子的物體是等離子體。固體冰

體水

氣體水汽

等離子體電離氣體）0 100 1000度 質(zhì)水的4中在——固氣等離子態(tài)等離子弧及其產(chǎn)生原理眾所周知，等離子噴涂是通過等離子弧加熱溶化噴涂粉末粒子而實(shí)現(xiàn)的。電弧是在兩電極間產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的一種氣體放電現(xiàn)象。當(dāng)用開關(guān)電器斷開電流時，如果電路電壓不低于（10~20）V，電流不小于（80~100）mA，電器的觸頭間便會產(chǎn)出電弧。電弧本身是高溫導(dǎo)電率的游離氣體，它的形成就是在電極觸頭之間的中性質(zhì)點(diǎn)（分子和原子）被游離的過程。開關(guān)觸頭分離時，觸頭間距離很小，如果電場強(qiáng)度（d）超過06m，陰極表面將發(fā)生強(qiáng)電場發(fā)射，即陰極表面的電子被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。 然后，這些自由電子和觸頭間原有的少數(shù)電子，在電場力的作用下向陽極作加速運(yùn)動，并且在途中不斷地和中性質(zhì)點(diǎn)相碰撞而出電子，形成自由電子和離子（碰撞游離）。形成的自由電子向陽極作加速運(yùn)動，會中性質(zhì)點(diǎn)碰撞而發(fā)生游離。碰撞游離的果是觸頭間電子和離子，有很的電導(dǎo)在加電壓下，質(zhì)被而產(chǎn)生電弧。等離子弧于壓電弧，其發(fā)生。電弧的陰極一電極（通是 W-Ce），陽極噴（體）和/，兩之間加一高的電壓。過高器的發(fā)，氣體電離形成電弧。1222 等離子弧發(fā)生等離子體噴涂的本原理，。產(chǎn)生等離子弧的是等離子噴，它由電極、后體粉作氣體和氣電和器等分成。噴涂時，噴的電（）（——）別負(fù)（根據(jù)藝需要氮?dú)?%～15%氫）入柱區(qū)但段隔故載后能立要聯(lián)火花才能引燃引燃再把切升增從從入狀焰到熔融半熔融狀態(tài)預(yù)處散變凝固沉積、刷、滲碳、滲氮相比更、更硬、更防腐效果過程對體熱影響體組織不會發(fā)生變在塑料、油漆、玻璃、石棉布非金屬材料上特點(diǎn)。從材料進(jìn)入熱源到形過程是：被加熱到熔融或半熔融狀態(tài)的材料熔滴受焰流或外加氣流推動而霧并向體體發(fā)生、變形、而而形在過程材料過程蝕重要方法被在、、材料是金屬、聚組在、泵或熱噴材料夠難應(yīng)付材料力并取了良好濟(jì)效益熱為金屬科學(xué)領(lǐng)域一個十分活躍學(xué)科。加熱熔融形熔滴 熔滴霧加、飛行擊體變形快卻過程工藝特點(diǎn)熱技術(shù)是工程學(xué)重要組部分它是一種材料強(qiáng)改新體、、、、熱、防等上在體上材料金屬、塑料、、金屬是材料效度材料、、對(、)(、腐、)生效的好除材料范圍廣優(yōu)點(diǎn)因而是熱技術(shù)應(yīng)用最多、能量集中，因而陶瓷材料具有獨(dú)優(yōu)勢，具有層致密、結(jié)合性能好、氣孔率低優(yōu)，在國外己廣泛應(yīng)用生產(chǎn)。其比較其他熱噴方法，有許多優(yōu)，這:幾種熱方法工藝對比是采用剛性非轉(zhuǎn)移型為熱源，將金屬或非金屬加熱到熔化或半熔化狀態(tài)，用速氣流將其吹成微小顆粒，射到經(jīng)過處理工件表面，形成牢固的覆蓋層，從而使工件表面具有不同硬、耐磨、耐熱、耐腐蝕、絕緣、潤滑、以其他種理化性能，不同工00-工的以到，因?yàn)楸扔性S多優(yōu)，例:流很夠熔化一切熔硬粉末材料，這是一般氧-乙炔金屬不能達(dá)到。粉體速可達(dá) 300一 400m/s，粉末微粒能獲得較動能，以后層致密，一般在88%~99%間，層粘合強(qiáng)達(dá)30~80MPa。層厚可按要控制(一般可加工成0.05-1mm厚)，誤差可控制在士 0.025mm后層平整、光滑，因切削加工層可直接采用精加工工序。采用性氣為工氣工件表面材料不氧化，從而獲得含氧化少，雜質(zhì)少層。上粉末件對移速，以對工件表面熱小，件不生薄壁件、細(xì)長桿以一些精密零件修復(fù)是十分有利。粉末具有速以每小粉末沉積率很能設(shè)備，小粉末沉積8Kg，充分顯示了性。工藝規(guī)范穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性能好，容易操作。第二本書上的除了上述一些優(yōu)，也有其缺。首先設(shè)備投資、成本較（體純）徑內(nèi)（槍尺寸限制）；最后劇烈噪聲強(qiáng)光輻害體（臭氧氮氧物、金屬蒸氣粉塵對人體有害、需采取防護(hù)措施。離子弧噴涂工藝離子弧噴涂是利用離子焰流的作用下，高速撞擊到基材表面，在這個過程中，粒子產(chǎn)生強(qiáng)烈的變形，覆蓋在工件的表面，形成涂層。涂層粒子之間的結(jié)合，以及涂層和基體之間的結(jié)合主要由機(jī)械[00]。（離子電弧的產(chǎn)生和基本形式。本實(shí)驗(yàn)采用的離子電弧屬于一種非轉(zhuǎn)移電弧，即是通過高頻引弧電路在陰極和噴嘴(即陽極)之間所產(chǎn)生的電弧。當(dāng)電弧在陰極和陽極內(nèi)壁之間產(chǎn)生后，通過陰極和噴嘴之間的工作氣體被電弧加熱，造成全部或部分電離，但工作氣體本身電，后由噴嘴噴形成離子弧。由于工作氣體電離所產(chǎn)生的電弧在噴嘴內(nèi)壁的陽極，在氣體能的件下將離子氣體噴。所以，這種噴對基體材的加熱對。，離子弧噴涂高，對噴涂粉末的熱能，但是到工件的熱，這基體材的熱變形。離子弧主要有如下四個特[0017]:焰流速高。入噴中的工作氣體被加熱到的高，體烈，因離子焰流噴中高速噴，有的擊力，作噴涂用的離子弧的焰流速通，這對噴涂工藝是有利的。高、能400A的測結(jié)果(氣流為0.6m3弧)，在噴嘴中20000K。離子弧高、能中的有的用焊接堆焊時它可任何獲得很也減少減少影響區(qū)。調(diào)節(jié)壓縮型調(diào)節(jié)素很多很廣范圍均可穩(wěn)定從滿足求自達(dá)穩(wěn)定離子弧是一種電弧、形狀以及電弧電、電弧電流由電弧，。(2)參數(shù)影響參數(shù)很多常復(fù)雜反復(fù)獲得參數(shù)主要有:、工作氣體的種和流、粉的種、粉、噴涂離和、噴與對速。在涂層結(jié)和材的件下，對涂層能的主要工藝參是值，即粉末的熔化程，其次是涂層厚[0018]。入和電:入的要粉末熔化和防生粉，要防過粉末過熱和。離子焰流能利用=10%~2可估算離子弧的功Pg/n最后按噴n估算所需的輸入功f D f fP=IU/0.24n(04功當(dāng)可知輸功決構(gòu)(其影響D系數(shù) n和n送素功定時應(yīng)盡可選壓、f電流，以減輕噴嘴的燒損和延長噴的使用壽命。但對于高熔和粗粒粉末噴涂時，應(yīng)選用大電流，以使粉末充分加熱。離子氣體的和流:產(chǎn)生離子弧的工作氣體主要是用和。用是工件和噴涂材生有害，能噴涂的基本要:經(jīng)濟(jì)盡可價廉源方便價格便宜雙原離子弧噴涂采用種氣體。但氣護(hù)能，噴涂化粉末用。在氣中加520%的氣作于高離子弧的工作電和噴的用。氣是有高的熱(氣體在分和電離過程中的熱離子體所的熱價格單獨(dú)點(diǎn)粉末，在離子氣體中加入一的氣，以高離子弧的，加入氣防止融粒氧化。氫氣是單原子氣體，其沒有分離過程，易于引弧且等離子弧穩(wěn)定，氫氣還具有很好的保護(hù)作用，在噴涂易氧化粉末和防止粉末脫碳時，如噴涂 CrO、WC、TiC、ZrC23等，選用氫氣作為等離子氣體最為適宜，但氫氣弧焰較短，適于小件和薄件的噴涂。供粉速率:供粉速率是影響涂層結(jié)構(gòu)、性能和噴涂效率的重要工藝參數(shù)。供粉速率必須與輸入功率相適應(yīng)，送粉氣流量應(yīng)與等離子氣體流量相匹配，一般送粉氣流量為等離子氣體流量的1/5左右。若供粉速率過大，則未熔化或未完全熔化的粉粒增多，涂層組織疏松、氣孔率增大，涂層的性能降低;但供粉速率過低，則噴涂效率降低，噴涂費(fèi)用增加，而且易造成涂層過熱。噴涂距離和噴涂角:噴涂距離對噴涂質(zhì)量有顯著影響，噴距過小，則粉末在焰流中未能得到分的加熱和加速，易涂層疏松和性能降，而且易造成涂層和過熱;噴距過大，到和涂層的融粒和速降低，融粒分、涂層結(jié)降低。噴涂粉末時，噴距為 一130mm;噴涂粉末時，噴距50一100mm。噴涂時焰流與噴涂工件的角噴涂角應(yīng)小于 450。450~900的角對工件噴涂，對涂層結(jié)構(gòu)很大的化，而噴涂角小于 5時，于遮效應(yīng)而噴涂。到時，用450左右的角噴涂角角噴涂。:0.05mm涂涂層結(jié)降低，過熱。1.2.4噴涂的工藝流程噴涂工藝工—預(yù)理、預(yù)熱、噴涂、涂層理。其工藝流程如1.2.4所示。各工的主要容簡述如。預(yù)預(yù)加工；凈化；粗糙化；黏結(jié)底層預(yù)熱噴涂理：封孔；加工圖1.2.4 熱噴涂工藝流程1..2.4.1 工件預(yù)理料及滿足需求，預(yù)理，預(yù)凈粗糙黏底幾步操之預(yù)理十步理接壞往往關(guān)系到整工藝的成敗。凈粗法法擇根據(jù)設(shè)計(jì)求及狀、厚薄、原始表面狀態(tài)及施工條件而定。對于承受高應(yīng)力的機(jī)械零件，如汽車發(fā)動機(jī)曲軸，在預(yù)處理錢要進(jìn)行探傷檢查，以確定基材內(nèi)是否有裂紋等確陷。工件中的缺陷會導(dǎo)致涂層受損。而且，熱噴涂不能修復(fù)工件中已有的裂紋，也不會提高工件的整體強(qiáng)度。表面預(yù)加工是在噴涂之前對工件進(jìn)行車削和磨削等表面加工，以清除工件上的原凈化處理 目的是除去工件表面所有的污物，如氧化皮、油漬、油漆及其污物等。其中有表的是油和，的，凈化處理中的是除油和除。除油的，的除油有清、清和加熱等。清是油、、精、、化碳清是工件表面氧化碳等中、工件表面的油后、凈，是中的清，對除去油的污物有加熱是除去工件中的油，除對表面進(jìn)行清除油，要工件表面加熱2540°C的溫度，使油滲出表面，揮發(fā)燒掉，然、粗化處理 目的是增加涂層和基材之間的接觸面，增大涂層與基材的機(jī)械咬合改變涂層中殘余應(yīng)力的分布，對提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度也是有的。粗化處理的有：）高速噴射被需處理工件表面，使工件表面的表面的表形狀發(fā)生變化，由于磨料對工件表面的擊和切削作，使工件的表面獲得定的清潔度和不同的粗糙度。噴砂處理不僅能清除表面的污物，并能使工件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，使工件表面的機(jī)械能得改善，因此提高工件的抗疲勞，增加和涂層之間的附著力，延長涂膜的耐久，也有于涂料的流平和裝飾。噴砂能使工件表面活化，有助于提高噴涂層的結(jié)合強(qiáng)度。所以，般粗化處理采噴砂處理工藝。噴砂產(chǎn)生的粗糙度，決定于磨料的類型和粒度、噴砂的設(shè)備、壓縮空氣壓力及工表面的硬度。對噴砂的磨粒都要求清潔、燥、不含油和雜質(zhì)。鋒、堅(jiān)硬及有棱獲得最好的噴砂果。噴砂磨料般是金屬粒料砂粒。金屬粒料主要是鋼砂冷硬鑄鐵砂，砂粒則包括有石英砂、氧化鋁、碳化硅、河砂等。此有爐渣、玻璃球、塑料粒和玉米棒等其他非金屬磨料的。選擇磨料時，對其種類和粒度主要考慮工件因素和磨料因素兩個面，工件因素包括、形狀、材質(zhì)。硬度和噴砂要求等，而磨料因素則是磨料的硬度、密度、粒度和形狀（1..2.4.1表1..2.4.1 磨料類型及循環(huán)使用次數(shù)磨料類型棕剛玉砂冷硬鑄鐵砂鑄鋼砂白剛玉砂循環(huán)使用次數(shù)10151007通常，對于硬度較低的基體（如塑料和銅。鋁等有色金屬）宜選用較細(xì)的磨料；薄壁硬鑄鐵砂等金屬類磨料，噴砂時破碎率低，使用壽命長而能重復(fù)使用，故在批量鋼鐵工件的預(yù)處理中經(jīng)常應(yīng)用；特別是對于較軟的鋼鐵件（<45HRC）最為適用；而當(dāng)基體較硬也。碳化硅等磨硬度高，化和化效較好，其破碎率較高，且基體，故用。因噴預(yù)處理要求處理表有的度，故對于磨料的形狀不用球類而是用形磨料。此外，對噴砂磨料要求和有。噴砂時應(yīng)注意以下點(diǎn)：噴砂的選于噴砂、力大及工件的形狀和材料。選，能使表的度，有較高的噴砂效率。時，要避免磨粒表造成大的應(yīng)力和避免工件變形。噴砂應(yīng)100～300mm的。壓力式噴砂的距離要比射吸式的大些。噴砂度是指砂粒噴射方向與基材表夾。應(yīng)保持在60～80的范圍內(nèi)90°方向噴砂，以防砂粒工件表。應(yīng)經(jīng)處理，、、，免工件和度。的力工件和材質(zhì)、要求的表度、砂粒特性（度、）等因素有。因此，力的選要考慮砂粒的細(xì)、工件的薄及表度的要求。吸式0.5～壓式0.345～。后注意新鮮退輕微腐蝕甚至氧需砂的要用，有的要用。噴砂工件表的大，化。故避免用和，而（最好在60%以下，同時掌握在新鮮表氧化之前進(jìn)行噴，以保證噴質(zhì)量。黏結(jié)底層 是在噴些與基材黏結(jié)不好的層材料時先選擇種與基材黏結(jié)好的材料噴層過渡層以加強(qiáng)層與基體的結(jié)合常用作黏結(jié)底層的材料有MoNiAl、NiCr及鋁青銅等，底層的厚度是0.08~0.18um。預(yù)的是為工件表的，高噴時/基體度，基材材料的成的應(yīng)力，避免和高基材的、形狀和材質(zhì)以及涂層材料膨脹系數(shù)等因素溫之間這樣溫不影響原材質(zhì)處理狀態(tài)，所以，基材性能不會發(fā)生變化。方法可以采用氧乙炔火焰加(一般要采用中性焰)，也可以用電爐高頻爐加涂 序，其他序都是為了保證此步而進(jìn)行噴涂操作主要是選擇噴涂方法和確定噴涂數(shù)噴涂方法，而在發(fā)，采用噴涂方法進(jìn)行噴涂主要選用噴涂材料、況及涂層質(zhì)量要，噴涂材料選用等噴涂噴涂化涂層可采用高速火焰噴涂是噴涂料能采用火焰噴涂而要在進(jìn)行面噴涂話，采用高電噴涂材火焰噴涂是選擇之，噴涂方法選擇一般是樣，應(yīng)用一方法是噴涂藝數(shù)要涂層種、噴性能和情況而定不噴涂方法都相應(yīng)噴涂數(shù)控制噴涂數(shù)是為了高噴涂，加涂層，提高涂層結(jié)合強(qiáng)，高質(zhì)涂層。涂層后處理 些涂層在噴涂后不能直接使用，而須進(jìn)行各后續(xù)處理，防腐涂層，為了防止腐蝕介質(zhì)滲入涂層孔隙而腐蝕基體需進(jìn)行封孔處理承受高應(yīng)力載荷或沖擊磨損，要噴涂層進(jìn)行重熔處理，使疏松孔與基材主要靠機(jī)械結(jié)合涂層變?yōu)榛慕Y(jié)合噴層要要進(jìn)行加工等噴涂層結(jié)和面結(jié)合，以及高和高性，其加整體材料加噴涂層，不而涂層強(qiáng)，不能，是，涂層中質(zhì)，，這形了噴涂層以加所以，選用合理加方法和應(yīng)藝數(shù)，主要是控制用和使用，能保證加進(jìn)行和所要尺[9]。1.3 作過程002.4DH0]57DH-1080、管2.6。2.5DH-10802.6DH-1080件 DH-1080-DYDH-1080-KZ控制柜

、穩(wěn)定地運(yùn)行水溫、水、氣的自動護(hù)功能DH-1080-SF送粉器 可實(shí)現(xiàn)單筒獨(dú)立送粉雙筒同時送粉氣轉(zhuǎn)接箱 水、結(jié)合纜對接高頻火的一可按需要調(diào)節(jié)水溫、水自動水溫調(diào)節(jié)功DH-1080-H制冷熱交換器能作過程的工作過程如下：在打開氣閥冷卻水后打開弧的生火花放。當(dāng)引弧成功后由控制柜的控制路開高頻引弧路并接的主路弧由工作路時間過高頻。引后的弧在溫高。當(dāng)采用手動調(diào)節(jié)時此時節(jié)上的工作氣體送粉氣體的氣體當(dāng)調(diào)的工后打開送粉控制器并通過槍體前的外送粉送粉使粉末進(jìn)入高溫的弧，將粉末熱熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)然后進(jìn)行操作。工作程可由圖 2.5所示。圖2.6工作程圖1.4 118與結(jié)構(gòu)(、硫化鉬等)和應(yīng)用力學(xué)諸多指標(biāo)中系最密切參數(shù)硬度大多數(shù)情況下率都會隨硬度而降低目前對于硬度已取得了很多成果但硬度硬度會帶系數(shù)學(xué)降低系數(shù)和率硬度和低切度很得能硬度低切度于降低材系數(shù)而對大，應(yīng)力和切應(yīng)力都降低而，降低率。自潤滑進(jìn)展某些固體潤滑劑展相某些物尤中成而果。固體潤滑劑很多晶體層狀結(jié)構(gòu)MoS2WS2MoSe2BN等,地較軟Ag、Pb、Sn磷鹽酸些固體潤滑劑根據(jù)外界條選擇合適固體潤滑劑才。度用、、、和制備復(fù)合較和學(xué)夠地用而多情況下對而且較寬溫度范圍適應(yīng)惡劣況下其中某些殊就了應(yīng)、度等而應(yīng)用于、、等業(yè)門以滿足輕、需許多領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用前景。很多和成；、、中材中和成等[11]。根據(jù)體大致可將固體自潤滑復(fù)合分、陶瓷、和等三大類[12]。自潤滑復(fù)合以度熱合體以固體潤滑劑而成度中和用固體潤滑劑起減用常用合體熱合鎳溫合、鈷溫合金及Ni-Cr基合金等，一些難熔金屬如WMoNb及等，作為基體材料在真空中的使用效果較好。自潤滑復(fù)合材料的制備先后出現(xiàn)了以MoNbWTa等難熔金屬為基材，加入MoS2、石墨、PbO等潤滑相，和以Ag()異性能的自潤滑復(fù)合材料。目前，在NiCoNi-Cr制備的自潤滑復(fù)合材料應(yīng)用研究較多，已有商品化的軸承保持架、密封環(huán)、干摩擦軸承、軸瓦、滑塊等。BaF2-CaF2共晶體的鎳鉻合金，還有將活性元素S以MoS2形式添加到鎳基合金中制備的自潤滑材料，它們在高溫環(huán)境下都具有很好的潤滑性能。性能等特點(diǎn)，在摩擦學(xué)領(lǐng)域得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，但摩擦一都較高(0.0.8，到，已為當(dāng)前材料學(xué)和摩擦學(xué)領(lǐng)域的前一。在廣泛的應(yīng)用到摩自潤滑材料領(lǐng)域。體潤滑的和制，體潤滑了、多多度、晶和能[12]:一，的體潤滑性能能低摩擦和要，有的的潤滑得到了應(yīng)用。制一較制備較高，一具有一、相，度在以下，作，潤滑在1μm[13]左右。目前商上較功的潤滑有的MoS2(或者摻雜了 i、u、Pb等元素)，金剛石和類金剛石[12)，軟金屬(或氧化)部MoS2BN某硼酸鹽著類似狀結(jié)與間動范德華小導(dǎo)致他性能環(huán)境(水蒸氣，氧氣等)的影響。具有優(yōu)綜合性能的基上多多或者多的度。一通模型最間韌而且氧軟底質(zhì)必須過程起著且支撐計(jì)涉支撐可質(zhì)也可以它較硬的材料如化、化、化，如SiC，C2[13-14等。度度一到百，制除了真空沉積技術(shù)外，還有音火焰噴涂，等，熔等。等]用等，以化鉻r3C2)為硬相，高、中、低溫體潤滑劑中了 ，Ca2，石墨(C，Mo2，N作為潤滑的元，制備了相容性佳的高溫潤滑，度優(yōu)，最大優(yōu)點(diǎn)緩內(nèi)部理差僅平過渡而且綜合性能大大高。[16]、韌、耐磨性可以使厚大大降低從而不產(chǎn)品精但是控和成形是較困難這也是研究熱點(diǎn)之一。智能[17]，選擇提供(作出)最佳反系統(tǒng)智能理論研究國際上引起人們廣泛的興趣已經(jīng)成科學(xué)技術(shù)和學(xué)研究熱點(diǎn)之一。1.4.2制備技術(shù)目前備技術(shù)主要燒、熱噴、電鍍、化學(xué)鍍、激光熔覆技術(shù)等。熱噴技術(shù)是備效途徑之一主要開出爆炸噴、火焰噴、等離子噴等而等離子噴最廣泛原因等離子火焰氣流熱量集流速氣氛可控可獲得質(zhì)量無論是與工件合以及本身、密和純潔還是噴時沉效率和沉率都較熱噴主要根據(jù)熱源分類采不同熱源加熱熔化不同形式噴粉末、線形成一系列熱噴方法[18： 熔棒式噴涂 火焰噴粉末式噴涂氣加熱噴 熔線式噴涂 爆炸噴涂 氣等離子噴涂熱噴 等離子噴水穩(wěn)等離子噴涂 減壓噴涂電弧加熱噴 線爆噴涂 電弧噴涂激光熔覆技術(shù)是一種新起工程技術(shù)它是通過基添加熔覆并利能密激光束使之與基薄熔凝一起一種方法它對基和無限能實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)工件上熔覆一熔點(diǎn)合金能控稀釋可局部熔覆，微觀細(xì)致熱區(qū)小并使快速熔化和冷卻而與基形成良好冶金合合備耐磨、耐蝕、抗氧化、熱障、生物等方激光熔覆技術(shù)都獲得很成功但備方目前很少人做過開激光熔覆研究充分利激光熔覆技術(shù)特點(diǎn)豐富系大領(lǐng)域揮潛力是日后一個值得研究領(lǐng)域。459減摩材料是往涂層材料中加入彌散分布的固體潤滑顆粒，如石墨，MoS2等，其目的是通過降低摩擦副的摩擦系數(shù)來減少滑動摩擦磨損，這類涂層在無潤滑條件下也有良好的減[19]、曹興[20]進(jìn)人選取異溫一定溫鎳作采離子噴技術(shù)出極佳容溫認(rèn)容原由緩了內(nèi)部物理差異不僅使硬到平緩渡且使強(qiáng)大大了擴(kuò)大使范圍Sarikaya[21人采離子噴柴油機(jī)馬達(dá)上噴了AlSi/B4C并了學(xué)果表明AlSi離子噴AlSi粉末后會一但使AlSi粉末B4C顆粒進(jìn)行等離子噴涂后，涂層的摩擦系數(shù)比AlSi基材要低，而且隨著B4C顆粒在AlSi份增顯著認(rèn)B4C似表面制硬耐改善耐但隨著表面硬對會增使壽命情況表面剪切應(yīng)力改善狀態(tài)壽命一效方法王海斗人[22]二硫鉬劑利溫離子滲硫速火焰噴方法FeS固體潤滑涂層。在MM-200QP-100實(shí)驗(yàn)機(jī)上對了兩行果表明兩FeS不同離子滲硫FeS耐抗傷較；FeS層的抗擦傷性很好，減摩性良好，耐磨性較好。王春明等人[23]則用具有優(yōu)異減摩性渡狀硫物FeS作軟納米SiC異物理采大氣離子噴出摻雜納米SiC硫物現(xiàn)FeS/SiC不同程干含30%SiC由納米SiC供了足夠承載力耐磨性，使得該涂層具有低的摩擦系數(shù)和優(yōu)良的抗粘著磨損的能力。MoS2屬層狀結(jié)構(gòu)，層間結(jié)合力很弱，表現(xiàn)出自潤滑性能，但MoS2質(zhì)軟，力學(xué)性能差。肖宏濱等人選用金屬Ni包覆MoS2，MoS2Ni/MoS2供充足源MoS2時磨損機(jī)主了激光熔對離子噴織學(xué)影響曹興進(jìn)、[24]人采用激光熔離子噴方法設(shè)計(jì)了NiCr并對學(xué)進(jìn)行了果表明激光熔程由NiCr導(dǎo)熱流、耐磨能前涂有顯著提高但相關(guān)研究表明整體會由于涂表面過熱導(dǎo)附加內(nèi)應(yīng)力甚至表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象在等離子噴涂陶瓷涂關(guān)-亞微米MoS2固體潤滑涂采用MHK-500型擦磨損試驗(yàn)機(jī)(油潤滑)測試MoS2涂擦學(xué)能結(jié)表明涂晶粒尺寸在100～400nm之間與GCrl5鋼原表面相-MoS2涂耐磨有明顯提高擦1為1。潤滑涂擦學(xué)能研究而提高涂在苛潤滑()抗磨損壽命研究更是之因而有必要潤滑涂制備技術(shù)擦研究有擦表面涂擦學(xué)能。極端材料擦磨損是工業(yè)本關(guān)鍵問題之一具有擦高耐磨能表面技術(shù)能、用提高體潤滑油在用制而固體潤滑劑在作化表面擦能發(fā)具有良穩(wěn)定固體潤滑劑制備具有擦高耐磨能固體潤材料價值MoS2易團(tuán)聚空氣易氧難以在有機(jī)相而應(yīng)用制有機(jī)、加劑表面等制但能有制應(yīng)用能等于原MoS2潤滑劑涂，采用機(jī)械混粉方式將所選定金粉末與潤滑劑DH-1080型高能等離子噴涂設(shè)備進(jìn)行耐磨涂熱噴涂形。主要研究內(nèi)容：通添S2將三種不同含鎳包S2粉末與潤滑劑制備化為驗(yàn)制備化加劑MoS2涂層磨損、擦、擦力影響。過等離子噴涂制備MoS2涂制備工藝進(jìn)行化Quanta200型()(SEM)試擦表面磨損表面擦磨損機(jī)制為作為潤滑油添加劑打良基礎(chǔ)。義和目的 們所廣泛方法射速度溫度、結(jié)合強(qiáng)度具有顯著經(jīng)濟(jì)效益因此在許多工業(yè)部門獲得了越來越廣泛應(yīng)用。等離子是獲得零件表面功能有效手段以使工件獲得更耐磨性具有生產(chǎn)效率、質(zhì)好、適用廣和成本低等優(yōu)。近年來得到了長足發(fā)展現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于核能、航空、航天、石、特別是機(jī)械等領(lǐng)域。隨著航空航天、空間技術(shù)發(fā)展以許多苛刻工況條件已超越了潤滑油使用許多況和已足具有潤滑性能顯優(yōu)越性。潤滑工況成成以在本身具有優(yōu)異機(jī)械性能的具有等特性能用潤滑了和生產(chǎn)間。合潤滑多成合發(fā)間合效應(yīng)獲得性能潤滑在合潤滑應(yīng)有好潤滑性能潤滑能強(qiáng)結(jié)合力粘結(jié)劑和增強(qiáng)抗磨損性能抗性能成并有合適配比。本是在潤滑、潤滑特性潤滑進(jìn)行成構(gòu)通過研究和對比同含MoS2潤滑摩擦磨損深入探討影響；采SEM電鏡進(jìn)行檢測粒溫速影響主藝參數(shù)；深入探討 S2理；為深入研究進(jìn)步推提供理論依。自潤滑涂層的設(shè)計(jì)和制備它可以使不同設(shè)備的面被成金、是這三種要素，使熱噴涂成疊加效果獨(dú)特計(jì)出所需各各樣獲得般機(jī)械維修到航天和生物程等高技術(shù)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用。維修機(jī)械制造廣泛應(yīng)之[26]加至融態(tài)并通吹動霧射零件噴涂層的表面加技術(shù)。熱噴涂技術(shù)可在金屬基體上沉積陶瓷涂層，將陶瓷耐高溫、耐蝕等特強(qiáng)韌加電等特合來獲得制品已為當(dāng)今復(fù)合制品研制領(lǐng)域重方涉學(xué)科諸如學(xué)陶瓷學(xué)分子科學(xué)物理學(xué)學(xué)力學(xué)、傳熱學(xué)、等離子物理學(xué)等學(xué)科的邊緣科學(xué)。2課題研究采等離子制鎳包覆潤滑劑自潤滑涂層，下分別2對該種制備技術(shù)的原理、藝特點(diǎn)及制備流程進(jìn)行詳細(xì)說明。二硫化鉬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)二硫鉬渡硫物典型代之晶物理和化學(xué)特性決定了其在各項(xiàng)領(lǐng)域都具廣闊應(yīng)用前景特別是以為摩擦催劑彈新材料等用途[27]。二硫化鉬的結(jié)構(gòu)二硫鉬由天然鉬精礦粉經(jīng)學(xué)提純后改變分子而制固粉劑色黑稍帶銀灰色光澤觸之滑膩感溶水產(chǎn)品具分散好粘點(diǎn)添加各油脂里絕粘膠態(tài)增加油脂潤滑極也適轉(zhuǎn)負(fù)荷機(jī)械態(tài)延長壽命二硫鉬摩擦功能是低時減摩，高溫時增摩燒失量小，在摩擦材料中易揮；減摩:由超音速氣流粉碎加而成的二硫鉬粒達(dá)325～2500目微顆粒硬1～1.50.05～0.1以它用于摩擦材料中可起到減摩作用；增摩：二硫化鉬不導(dǎo)電，存在二硫化鉬、三硫化鉬和三氧化鉬的共聚物。當(dāng)摩擦材料因摩擦而溫度急劇升高時，共聚物中的三氧化鉬顆粒隨著升溫而膨脹，起到了增摩作用；防氧化：二硫化鉬是經(jīng)過化學(xué)提純綜合反應(yīng)而得，其PH值為，略顯堿性。它覆蓋在摩擦材料的表面，能保護(hù)其他材料，防止它們被氧化，尤其是使其他材料不易脫落，貼附力增強(qiáng)；細(xì)度：5目～0目；SiO2:0；PH值：7～8；密度：4.～3；硬度：1～1.；燒失量：1～22；摩擦系數(shù)：0.0～0.0[28。二硫化鉬具有層狀結(jié)構(gòu)，是以 夾心層為基本結(jié)構(gòu)單元。在夾心層內(nèi)部，鉬原子與硫原子以強(qiáng)的共價鍵結(jié)合，而在層間則以弱的范德華作用力結(jié)合。在 夾心層，每鉬原子與 6硫原子鍵，構(gòu)可以是面三。不構(gòu)的夾心層c結(jié)合在起構(gòu)了層狀 S2。1是層狀 S2的不構(gòu)。2.1(a)面構(gòu)(b)三構(gòu)型二硫化鉬的性質(zhì)性：于 M2為層狀結(jié)構(gòu)，因具有的物和化學(xué)性，具有重的應(yīng)用價值。，作為高度性的導(dǎo)材料，S2于層的電于層的電高 1000[29]。性：S2的化學(xué)性以其層間弱的范德華作用力使其作為在和有著的應(yīng)用。，用 S2的系S2(1200℃)轉(zhuǎn)速超真條件效對黑色和有色金屬具有強(qiáng)的吸著親合力[29。目前，用 MS2的有狀如粉狀、膏狀、膠狀)外，還有液狀(油狀、水狀和噴霧狀)。反應(yīng)性：在嵌入反應(yīng)過程中，MS2可以看作是電荷與嵌入物的反應(yīng)容器。而且，MS2分子為性，普通的鹽酸、硝酸硫酸根本不能腐蝕MS2，有在和硫酸的共作用，能在 S2表面，使其。，S2在中[30]。S2][32]Mo2般Al2O3載體法處理MoS2載體上均勻分散MoS2心主位夾心層邊緣所以常規(guī)法制備效率受到很大限制[32]利MoS2單分子層技術(shù)可以制備單層分散MoS2催以MoS2單分子層氧碳甲醇反初步研究表明與商品相比單分子層效率可以提至兩個數(shù)量級反溫度可以降[31]有MoS2單分子層研究處步到單分子層很步研究。S2納米 MoS2顆粒小改善吸收及[33]MoS2具致現(xiàn)象致子可半導(dǎo)體內(nèi)部與空穴復(fù)合可遷移至表而物所捕獲。后者更易生無序排列層狀MoS2MoS2納米簇因時固體表存大量飽鍵表缺陷另外納米 MoS2雜含量及表改可以對效產(chǎn)生影響半導(dǎo)材料如CdS2S2吸收控S2顯優(yōu)勢例如與S2CdS軌道改變將嚴(yán)影響 Cd-S鍵穩(wěn)使CdS水溶液對降解很敏感。而對穩(wěn)好O2太陽行得只吸收太陽譜小部分而 MoS2則1040～400nm相當(dāng)寬范圍內(nèi)都具常因此MoS2些制備效太陽池及S2將別具展前景替代物。S2除具潤滑外嵌堿后S2半導(dǎo)變成具金屬條件下可轉(zhuǎn)變成超導(dǎo)體當(dāng)鋰嵌MoS2層層狀MoS2可以材料[33]含S2%制MoS2了MoS2。試驗(yàn)基體材料45號鋼成分力見表2.22.3噴涂粉末、Ni60A、La2O3鎳包覆 MoS2潤滑將三種同含量鎳包覆 MoS2潤滑涂層粉末，采機(jī)械混粉式將所選合金粉末與潤滑均勻混合采DH-1080型束等離子噴涂設(shè)備行減摩耐磨涂層熱噴涂成形噴涂工藝見2.1。表2.2噴涂工藝流噴涂材料/A主氣流量 次氣流/L/min /L/min送粉氣流量/L/min粉輪轉(zhuǎn)速 噴槍距/n 離mm705009070.3545100756009090.430100756009090.430100NiCrA1Ni60、LaNiCrA1Ni60、La2O、3MoS2、La2O3材料除油去銹噴砂噴涂摩擦圖2.2等離子噴涂制備復(fù)合涂層的主要過程MoS2含量的涂層粉末中，MoS225%35%45%。噴涂前，試樣表面先用汽油和酒精清洗，然后用棕剛玉噴砂。噴涂后，先對噴涂層進(jìn)行磨削和拋光處理，再用超聲波酒精清洗，然后進(jìn)行磨損試驗(yàn)。復(fù)合潤滑涂層顯微硬度在HX-100050g10s10個不同部位的平均值；摩擦HRC60～6260min掃描電子顯微鏡分析磨損表面的形貌[34]。2.245號鋼的分素 C Si Mn Cr含量(%) 0.42%-0.50% 0.17%-0.37% 0.50%-0.80% 0.25%2.345號鋼的性能態(tài) 度 度 面處理 600Mpa 355Mpa 16% 40% 39Ju0()掃描電鏡(SEM觀試樣摩擦表面的磨損表面形貌，分析摩擦磨損機(jī)制。體潤滑材料的設(shè)計(jì)潤滑材料的和的合。前，的理、數(shù)和經(jīng)驗(yàn)公式等。具體材料的設(shè)計(jì)僅可借助已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理的選配。設(shè)計(jì)依據(jù)摩擦的和動形。無論是在摩擦還是在潤滑的條件，不同對偶材料所的摩擦在同條件進(jìn)行摩擦，其摩擦數(shù)和磨損量不同的。種潤滑劑在不同的基材上的粘著是不同的。同種潤滑膜在不同的對偶面上形的轉(zhuǎn)移膜及其粘著力也是不同的。粘著力的不同將導(dǎo)致磨損量的差異。這些都會影響摩擦效果。材料的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能。材料的物理機(jī)械性能主要是指材料的密度、硬度、抗拉(壓)強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、延展性、沖擊韌性、剪切強(qiáng)度以及彈性模量、剛度等。這些性能直接影響材料的承載能力、摩擦系數(shù)的大小和耐磨壽命等。而材料的孔隙率(致密度)又與潤滑劑的保存和吸水性等聯(lián)系起來，從而影響自潤滑材料和陶瓷材料的摩擦學(xué)特性。材料的熱性能，如耐熱性，熱穩(wěn)定性(熱分解或失重)、熱膨脹系數(shù)和熱傳導(dǎo)系數(shù)等將影響材料在高溫時的配合尺寸精度和摩擦學(xué)性能的正常發(fā)揮。材料的化學(xué)穩(wěn)定性將影響材料的儲存性能和使用壽命。[35]。成設(shè)計(jì)、潤滑或用的，定分的合理配。潤滑的。潤滑材料的，的、MoS2、WS2、WSe2、BN等；的，如 Au、、Pb、Sn等化物、化物、等。從及的摩擦學(xué)系工發(fā)，合分潤滑劑的性能特、使用溫度，合的特，MoS2潤滑劑。在材料粘著的度。潤滑是接摩擦潤滑的來，量的含否MoS2與潤滑劑的況分S2量、S2量、S2大量。工材料的。自潤滑合，潤滑的，的硬度和韌性會度的，這大大的承載能力，的磨損率。陶瓷的主要的是硬度，+摩機(jī)理硬度同時以高的承載能力，的磨損率，延的使用壽命。工作材料Ni60ALa2O3Ni60A，而粒熱。這自性合的Ni在熔融和Cr、Si等溶，和硼化物能合的熔寬合和液的溫度熔好得粉末完全熔Ni60A具優(yōu)良的濕流動得熔滴可更好填粒子得到BNi60Ni60BSi更0。能磨性影響多方面適量稀土夠?qū)Ω髂p均強(qiáng)La2O3涂Ni60A的2.42.4Ni60A量分%)號 C Cr B Si Fe Co Ni 硬A 6 4 5 0 5 0 余 5在材料各以流動狀態(tài)與另接觸然后經(jīng)反應(yīng)使各在起材料各間界面機(jī)理可以潤濕性理論來面潤濕性對面著重要影響在材料和互接觸過程潤濕角小于90度潤濕性好可擴(kuò)展另表面凹坑接觸面積大緊密；若潤濕角大于90度則潤濕性差，接觸接觸面在其與其元潤濕性首由文層材料鎳多元系層材料由于、Al強(qiáng)氧元素在高溫生、A12O3薄膜十致密、同時時會放熱學(xué)反應(yīng)了熱焙延長降急冷速獲得擴(kuò)散粘體同時Ni具最優(yōu)緩和熱應(yīng)力力。構(gòu)設(shè)計(jì)潤滑材料由以而多材料不天力材料而材料材料具優(yōu)綜性般認(rèn)材元決體潤滑材料機(jī)械理性以及關(guān)學(xué)和環(huán)境性而潤滑元材料潤滑性可以磨損材料磨損性不僅由各性決各構(gòu)構(gòu)對其磨損性也著重要影響試驗(yàn)體潤滑材料設(shè)計(jì)構(gòu)見意圖2.其由屬陶瓷和潤滑均分在其由體網(wǎng)狀構(gòu)可以保證材料具斷裂韌性其主要和增韌；陶瓷硬對和與可“軟+”低系數(shù)[36]。2.3示意復(fù)合潤滑涂層的性能測試工藝參數(shù)對涂層性能的影響12[38]、主氣、輔氣、載氣、距、送粉速度、槍移動速度、步距本文幾主要分析下。氣體氣體是重要之一它直接焰溫度熱焓和速從而產(chǎn)生重要實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氣體不宜大大時容，容易燒壞嘴和陰極選擇送粉氣體時一要與氣體相適應(yīng)避免出現(xiàn)相現(xiàn)象之不造成嘴現(xiàn)象重時燒壞嘴和陰極一下一氣體本驗(yàn)選主氣主氣送粉氣。時是主要之一實(shí)小，粉末熔化不生粉粉末時不分粉末彈大粉末化燒重下不不下溫度、速度隨大而大,化與化一大,小,化速度、溫度要大[39]本驗(yàn)選擇70V,500A。時送粉氣體產(chǎn)生弧氣體稱氣體選擇原主要是可和經(jīng)濟(jì)可用是不與和發(fā)生應(yīng)本要:價種來源方便價格便雙原常采該種。氣易化粉末時不宜氣5%～20%氣氣體弧和槍氣是氣體具熱分解和吸收總熱即體所蘊(yùn)涵熱)由于氫氣價格較貴一般不單氣體高熔點(diǎn)粉末時氣體一氣弧溫度氣化氣是單原氣體沒分易于引弧且弧穩(wěn)氫氣還具很好保護(hù)易化粉末和粉末時選氣氣體適宜氣弧焰較75130mm100mm;90°45°由“遮蔽應(yīng)”會率。關(guān)也調(diào)節(jié)則掃度會化不宜太般選擇0.00.02m左右功一受般控制100m200mm/。藝十復(fù)雜之選擇關(guān)鍵就要向并均勻地密且良好結(jié)合早20世紀(jì) 60年代初期人們就經(jīng)種或者多種潤滑劑混合使會產(chǎn)種料想不協(xié)潤滑其潤滑比任何種單獨(dú)使都好[40]因此，人設(shè)想把幾種各具不優(yōu)點(diǎn)潤滑劑進(jìn)行混合使各種潤滑劑之夠取長補(bǔ)諸如石磨+CaCl2S2O2混合物及其它潤滑劑就可善其終潤應(yīng)是之由性各類潤滑材料[41]。由決因此即不材料也不材料不規(guī)：、耐磨、結(jié)合強(qiáng)、摩擦磨損測目：滿足第目；層的硬度、氣孔多少、氧化物等化合物含就異也就所不同具多相非均宏觀[42]HX-1000：；按固架并放到載物調(diào)節(jié) 0加載旋鈕至 50加載間10；鏡選擇合適點(diǎn)然后；施加主載荷待字示器間跳回 10把新移到鏡觀察壓痕。然后通過對角線對照格讀取每5取均作該維氏HX-1000技術(shù)參3.1技術(shù)參數(shù)物鏡放倍鏡放倍鏡最讀驗(yàn)力 保荷間40,10X 15X 0.001mm 1-1000gf 5-60層的耐磨性相互接觸物體相對運(yùn)動抵抗力它取相合相物相不的它伴隨摩擦而產(chǎn)生必然果問題引起人們極所造失十分驚人統(tǒng)機(jī)械零失效主、裂腐蝕等三種式，而失效占 60%～80%因而研究機(jī)理提措施效地節(jié)約源、提機(jī)械零意義十分對主兩點(diǎn)圖牢固既基體合和涂層內(nèi)部的結(jié)合強(qiáng)度；二是涂層的硬度、耐高溫和耐腐蝕性。所以硬度與結(jié)合強(qiáng)度是影響磨料磨損的最主要的兩個參數(shù)，其中硬度占主導(dǎo)地位，它包括摩擦材料的硬度、磨料的硬度和兩者之間的比例關(guān)系。所有的涂層性能必須在涂層有效工作的情況下才有意義，當(dāng)涂層產(chǎn)生裂紋或脫落時，涂層不能進(jìn)行工作，它的耐磨性、耐腐蝕性等一些較好的性能將無從談起，所以涂層的粘結(jié)性是衡量涂層質(zhì)量性能的重要指標(biāo)。增強(qiáng)了涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，使得涂層在受到?jīng)_擊載荷時不至于脫落無法工作。耐磨性評定常用對比法。在相同摩擦條件下，單位行程或單位時間內(nèi)的磨損量越大，耐磨性越。評定的關(guān)是磨損量大。在度0.1mg的量磨損的質(zhì)量，3.1得到磨損量。 用 UMT-2磨損涂層的耐磨性。檢步驟

=-1 —失值 —的重量1 —的重量2

(3.1)在將 10mm×20mm×6mm方形磨，烘干用電子重。對磨件合金工具鋼5，硬度 HRC60～6，尺寸Φ40mm10m。在磨損裝載，通過砝碼對摩擦副加載，400r/min.別用在磨 60鐘重，計(jì)算磨損量，作涂層磨損量的柱形圖。合強(qiáng)度的測定應(yīng)領(lǐng)域十廣泛然而論應(yīng)什么方良都發(fā)揮附著幾乎都良非常薄，果附著力不夠則在應(yīng)用環(huán)境下很容易保證持續(xù)使因此論電子電路裝飾保護(hù)還業(yè)足夠界面力保證經(jīng)久因素表面多術(shù)覆膜覆技術(shù)這人們心(膜)因沒有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，就談不工程應(yīng)用。合強(qiáng)度測量方法實(shí)際(力)種形力形：離開面積需力形離開面積需剝離功來表示此外還力量方法檢檢種。定性檢法主要有：彎曲實(shí)法、基片拉伸法、簡易劃痕法、銼磨實(shí)法、磨損法、沖擊實(shí)驗(yàn)法和熱沖擊實(shí)驗(yàn)法等。彎曲實(shí)驗(yàn)法：對于薄型材、線材、彈簧等產(chǎn)品的涂層，可以加外力使其彎曲到一定程度或反復(fù)彎曲，因涂層和基體的彈性模量不同，層間產(chǎn)生分力，通過考察剝離情況，可定性判定結(jié)合強(qiáng)度的高低。基片拉伸法：將附有涂層的基片在拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸，則在涂層上將有與拉伸方向垂直的裂紋出現(xiàn)，由平行裂紋的間距可定性評估膜層的附著強(qiáng)度。簡易劃痕法：用尖銳的針或鋒利刀片劃透膜層至基體內(nèi)，根據(jù)劃痕兩側(cè)膜層翻起和脫落的狀態(tài)可定性評定膜層與基體的結(jié)合力強(qiáng)弱。結(jié)合力較小的膜層，向兩側(cè)翻起以及脫落的程度大，而結(jié)合力好的膜層則不易起皮和脫落。銼實(shí)驗(yàn)法：對于不易彎曲的，可用銼刀或基體向?qū)臃较蜻M(jìn)行，銼力一定，結(jié)合強(qiáng)度好的不脫落，結(jié)合的易脫落。法：落法，用一度的(SC，一定的用量，(45沖擊膜，使膜，膜層附著力弱的部分就會在落的沖擊下生剝落，而膜層附著力的大小就以膜狀態(tài)的變化來評定。沖擊實(shí)驗(yàn)法：少的熱沖擊次數(shù)下剝落。(立在基體的附著力。根據(jù)臨界載荷的確定方式，可分:射檢測法、切向力檢測法、振動針檢測法、臨界附著破壞法等等。壓痕法：將維氏或洛氏壓頭立在涂層表，一定的載荷壓入涂層直到基片的測量度不很敏感。件使涂層從基片上剝離所需力的大小，求得涂層的附著力。該方法簡單易行，但使用有一定的局限性。刮剝法：使用特制的刮剝刀具，基體材料表“刮入”涂層基體界，使得涂層附著強(qiáng)度量度的方法之一。附著能法：在涂層表粘上一個彈性薄層材料，并由邊緣連同涂層一起從基片觀、擴(kuò)展脫落落時消耗剪切應(yīng)變表征強(qiáng)度。超聲波超聲波作用超聲振當(dāng)超時被由時超聲波出[42]。包石墨自潤滑涂層結(jié)合強(qiáng)度的測定45號鋼作為體材料采用等子噴鎳包石墨自潤滑對偶件噴噴度0.8mm表度0.5mm最度0.4mm。用強(qiáng)度偶萬被強(qiáng)度涂曾合強(qiáng)度原理圖如圖3.1F 合強(qiáng)度計(jì)公式σ=P/Fσ (3.2F σ式向合σFP-(N)F-表積(mm2)F0圖 3.1定合強(qiáng)度原理圖2Ni60MoS()(AoS2。2摩擦磨損的基本理論是生相互運(yùn)動表間物理化作質(zhì)化機(jī)理行失效、、、、相效效。物理化固而是一個系統(tǒng)理解定固體綜表一:(friction)(wear)摩擦的機(jī)理—械用引起Suh曾將產(chǎn)生如滑動數(shù)影響因素引起括微凸變硬微凸犁耕及平粘著它們影響大小取決滑動用滑動變用用r滑l)滑動2)3斷裂方式。際也能量耗根據(jù)引起械能失全式把它不同階段首先變把械能引入其次械變主要塑性變犁耕粘著效應(yīng)起用消耗包括:熱消耗儲存或輻射效應(yīng)。壓力用并發(fā)生運(yùn)動引起這身力特性稱偶件或—用數(shù)如(4.1):u=F/N (4.1)式=力加法向載荷[46。但際副測數(shù)與式較大入這因阿蒙頓庫侖定這因素副數(shù)數(shù)際數(shù)大小取決多因素如副膜況性溫滑動大小及引。然際生產(chǎn)金屬聚合礦、素用來這些用粘著—械論。粘著論認(rèn))處塑性際A只占觀的小載荷用峰點(diǎn)處應(yīng)力達(dá)到受壓屈服極限σs產(chǎn)生塑性變此后，應(yīng)力不再變只能依靠擴(kuò)大支承繼續(xù)增加載荷(4.2)σs (2)滑動粘著與滑動交替發(fā)生躍動點(diǎn)金屬處塑性流動狀(3)、。內(nèi)部含纖顆屑導(dǎo)致材料偶件表面、顆面面由面、材料承載面形一列比偶件突材料下及偶件量當(dāng)面升材料結(jié)合下降脫離約束三將導(dǎo)致材料、偶件。()由BurwellStrang(1952)、Hirst(1956)先后展了附理論他們認(rèn)材料上許多微體積脫落附疲勞熱疲勞疲勞種：疲勞由反復(fù)熱冷卻一般出件下疲勞由1957疲勞上變積概念研究個積上特。面數(shù)根據(jù)應(yīng)(結(jié)式)來描述。氧化一列原子結(jié)合不理化學(xué)反應(yīng)分解(熱分解)、氧化、顆化、化、升華等反應(yīng)速率隨呈指分解主要出材料部部氧化部材料爆反應(yīng)出苛刻制條件下熱亞面氣化。試驗(yàn)機(jī)Ni60AMoS2復(fù)合潤試驗(yàn)試驗(yàn)（USA）上進(jìn)行4.1、4.2所示。4.1UMT-2磨損U磨損UMT-21.規(guī)格指標(biāo) 加載范圍：0.1mN(0.01g)～220N(22kg)；2.對偶方式：四球式，往復(fù)式，球盤式，銷盤式，盤盤式 ；3.主軸轉(zhuǎn)速：0.001～ 5000轉(zhuǎn)/分。FM-0.5(0～5N)DFH-10(0～100N)主要功能及特色：對于欲采集的參數(shù)，設(shè)備能夠?qū)崟r記錄，并以圖形文件和文本文件形式存儲。微觀摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)可用于研究金屬、陶瓷、塑料、復(fù)合物、涂層等的摩擦學(xué)行為，此外，還可用于做刻劃試驗(yàn)?？赏瑫r得到摩擦力、載荷、扭矩、摩擦系數(shù)、水平位移、垂直位移、高頻聲信號等測量數(shù)據(jù)。20的摩擦系數(shù)，平式(4.3)。 10

ii1

）

式 —平摩擦系數(shù)，干

—摩擦系數(shù)i掃描電鏡(SEM)可分析硫潤滑涂層的組織結(jié)構(gòu)，對元素成定性定量分析。SEM也來直接觀察面貌、粒態(tài)和面，是研工具一是制簡單獲維象因而明顯真具放大景深長適粗糙面接察樣在丙酮清洗后用熱風(fēng)吹，對面行噴金處理。采用S-3000N電子微圖4.）貌結(jié)構(gòu)征察貌成析性4.3S-3000N:.25K3.025K4.0；2.5-300,003.。分析MoS2

含量對涂層硬度的影響0MS2試驗(yàn)工況4.1所示。4.1試樣處理試樣處理檢測設(shè)備載荷重量加載時間 觀察設(shè)備拋光HX-1000硬度計(jì)50g10s光學(xué)S224.2硬度值S2量) 度) 度0446435465471483460254204424334514294353540641243044642642445396388420410426408MoS24.4。由4.4

4.4MoS2變化復(fù)合涂層變化涂層中各種元素成分也發(fā)生了變化，涂層組成元素決定著涂層Ni60A占主要部分，高狀態(tài)，隨著涂層深Ni60A隨之減少，導(dǎo)致下降。MoS2顆粒MoS2團(tuán)聚程呈上升趨勢，涂層MoS2MoS2MoS2顆粒數(shù)的也會呈降低趨勢。MoS2

不同MoS2涂層磨損4.5。0250254535損

磨損量磨 00 25 35 4524.5MoS2磨損對比圖24.5M27×0，S2%6×02m見MS2潤滑能提高材料耐性30%。當(dāng)S2%S22量%S2斷反接觸疲勞應(yīng)力作用出現(xiàn)較快。MoS2

不M26摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)0.1160.115數(shù)0.1140.1130.112摩0.1110.110.1090102030質(zhì)4050604.6

6S2S23S2S2。S2%時摩擦系數(shù)2。于MS2S2變壞S2時MS2S2i與S2余S2程潤滑完整性易受到破壞摩擦系數(shù)又反而增大。(MoS24.6升降和隨著(Mo2)增加而增加。這說明加入(Mo2)提高了oS240%oS2oS3oS3提高了。適當(dāng)(Mo2)在提高同時還可以保持層(MoS2會破壞層穩(wěn)定，使得oS2)增加時，雖然提高了，但是穩(wěn)定性卻變差了。4.6給出了不同Mo2含量等離子噴涂涂層。從5.6oS2oS2oS2oS2oS2oS2NiMo2，所得噴涂涂層既具有金屬機(jī)械強(qiáng)度和塑性，又能提供充足Mo2的在過程中一直存在穩(wěn)定層。層在低溫時，(Mo2)受剪切力層oS2高溫時有機(jī)碳轉(zhuǎn)變碳層組成。這樣，過程中oS2)和有機(jī)形成層，雖然成不斷變，但是層始終存在保護(hù)了基，降低了磨損率。MoS2

力的影響14kg時，用磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測試得到Ni60A涂層軸向力隨時間變曲線如4.7。切線力隨時間變曲線如4.8。7o28o2kgAoS24.94.10。9o20S27890Ni60AMoS2f6250X0.60.050.030MoS24.9ss，即謂就當(dāng)于塊在面面包它們重疊起來就晶體狀結(jié)范德華結(jié)合因而剪很表面膜起有效潤滑作用它應(yīng)能形連續(xù)而致膜l)于膜而表面能2)表面來。Ni60A／MoS2

摩擦的鏡觀察1AS2磨損初期貌試經(jīng)過磨面滑狀有點(diǎn)蝕坑。1AoS22AoS24.1)[442AoS2AoS2:、元素轉(zhuǎn)周性接觸應(yīng)力Ni60Mo2凸峰流動逐漸擴(kuò)區(qū)域波浪式塑性而塑性區(qū)前沿承受交應(yīng)力會導(dǎo)致進(jìn)而相互連通條、平行[45]細(xì)小原因如：法向切向共同周性塑性與錯行錯堆積影響在軟質(zhì)相MoS2周圍聚集形成裂紋和空穴；這些裂紋和空穴在涂層發(fā)生剪切變形時相互結(jié)合和擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到表面時就形成了磨痕表面觀察到的裂紋。通過實(shí)驗(yàn)分析，還觀察到磨損中期階段，輕度磨損區(qū)表層未出現(xiàn)明顯的晶粒犁溝，但嚴(yán)重磨損區(qū)可見由磨粒微切削引起的犁溝圖4.1)，復(fù)合涂層在摩擦過程中，oS2軟質(zhì)相作為基體相，提供整體涂層的減摩性和韌性。隨著滑動距離的增加引起顆粒發(fā)生脫落，這些脫落的硬質(zhì)顆粒被壓入磨損面(磨痕的SEM照片上可以看到表面存在一些微小的硬質(zhì)顆粒)后，在法向壓應(yīng)力和切應(yīng)力作用下，犁削涂層表面，結(jié)果在表面形成犁溝，是磨粒磨損。圖 4.13磨粒微切削引起的犁溝MoS2

潤滑耐磨涂層的表面形貌MoS2時，在摩擦磨損過程中，涂層表面的作用力相當(dāng)作用微裂紋向上的應(yīng)力，應(yīng)力裂紋應(yīng)力集中發(fā)生微裂紋