自润滑涂层在基架和滚轮上的应用研究
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《镀锌板自润滑涂层的制备与性能研究》一、引言随着工业技术的不断发展,镀锌板因其良好的防腐蚀性能和较低的成本,在许多领域得到了广泛应用。
然而,在部分高要求的应用场景中,如汽车制造、机械设备等,传统的镀锌板表面容易因摩擦磨损而出现性能下降的问题。
因此,研发一种具有自润滑性能的镀锌板表面涂层技术显得尤为重要。
本文将重点研究镀锌板自润滑涂层的制备工艺及其性能特点,为实际应用提供理论依据和技术支持。
二、自润滑涂层的制备工艺1. 材料选择自润滑涂层的制备需选用具有良好润滑性能和稳定性的材料。
常见的自润滑材料包括聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、二硫化钼等。
本实验选用PTFE作为主要原料,其具有优异的润滑性能和化学稳定性。
2. 制备工艺流程(1)表面处理:对镀锌板表面进行预处理,包括除油、除锈、打磨等步骤,以提高表面粗糙度和附着力。
(2)涂层制备:将PTFE等自润滑材料与适量的粘结剂混合均匀,形成涂层浆料。
采用喷涂或浸涂等方式将浆料均匀涂布在镀锌板表面。
(3)烧结固化:将涂层放入烘箱中,在一定温度下进行烧结固化,使涂层与基材紧密结合。
三、自润滑涂层的性能研究1. 摩擦性能采用摩擦试验机对涂层进行摩擦性能测试。
实验结果表明,自润滑涂层显著降低了镀锌板的摩擦系数,提高了其耐磨性能。
在一定的载荷和速度条件下,自润滑涂层表现出优异的减摩抗磨性能。
2. 润滑性能自润滑涂层具有良好的润滑性能,能够在摩擦过程中形成一层润滑膜,有效降低摩擦系数和磨损率。
同时,自润滑涂层具有较好的温度稳定性,在高温条件下仍能保持良好的润滑性能。
3. 防腐性能自润滑涂层具有一定的防腐性能,能够有效阻止水分、氧气等腐蚀介质对基材的侵蚀。
通过盐雾试验等腐蚀试验表明,自润滑涂层能够显著提高镀锌板的耐腐蚀性能。
4. 结合强度与硬度通过硬度测试和拉伸试验等手段,对自润滑涂层与基材的结合强度及硬度进行分析。
实验结果表明,自润滑涂层与基材之间具有良好的结合强度,同时涂层具有一定的硬度,能够满足实际应用中的需求。
自润滑滑动轴承及应用自润滑滑动轴承是一种利用自身润滑剂形成润滑膜的轴承,它不需要外部润滑剂,主要应用于高温、高速、高负荷、易于起火或不易维护的工作环境中。
自润滑滑动轴承具有较高的工作效率、长寿命和可靠性,并且成本相对较低,广泛应用于机械设备、航空航天、冶金等领域。
自润滑滑动轴承的基本工作原理是通过轴承材料中的固体润滑剂形成润滑膜来减少摩擦。
常见的自润滑材料有涂层类材料、复合材料和自润滑金属材料。
涂层类材料是将含有固体润滑剂的薄膜涂覆在轴承表面,通过摩擦和压力作用下,涂层中的润滑剂会释放出来形成润滑膜。
复合材料则是将固体润滑剂混合进轴承基体中,通过共挤和烧结等工艺形成整体的材料结构,固体润滑剂会在摩擦接触面上形成润滑膜。
自润滑金属材料是指将不锈钢、铜、铁等金属材料中加入固体润滑剂粉末,通过特殊加工工艺形成内部自润滑结构。
自润滑滑动轴承具有以下几个主要优点。
首先,它能够在高温环境下工作,因为自润滑材料通常具有较高的熔点和热稳定性。
其次,在高速运行的设备中,自润滑轴承能够有效降低摩擦、减少能量损耗,提高轴承的工作效率。
再次,在高负荷的工作环境中,自润滑滑动轴承能够有效减少摩擦磨损、延长轴承的使用寿命。
此外,自润滑滑动轴承也可以应用于一些特殊工作环境,例如易于起火的场合,因为它不需要外部润滑剂,避免了润滑剂可能引起的起火风险。
此外,自润滑滑动轴承还具有良好的耐腐蚀性和低噪音特性。
自润滑滑动轴承在机械设备中的应用十分广泛。
首先,它被广泛应用于高温环境下的设备,例如石油、化工、冶金等行业的高温炉窑、高温风机等设备中。
其次,自润滑滑动轴承也常常应用于高速设备,例如高速电机、高速传动装置等。
另外,自润滑滑动轴承还被广泛应用于重载设备,例如大型机械、起重机、冶金轧机等。
此外,自润滑滑动轴承也可以应用于一些无润滑条件或难以进行维护的设备,例如铁路车辆、发电设备等。
总的来说,自润滑滑动轴承是一种十分重要的轴承类型,它利用自身的润滑剂形成润滑膜,具有高温、高速、高负荷、易燃和维护困难等特点。
碳化铬基自润滑耐磨涂层材料的制备及表征一、研究背景与意义自润滑耐磨涂层作为一种新型复合材料,在机械制造、汽车工业及航空航天等领域具有广泛应用。
碳化铬基自润滑耐磨涂层作为一种新型涂层材料,不仅能够提高机械零件的耐磨性能,还具有优良的自润滑性能和高温稳定性。
因此,碳化铬基自润滑耐磨涂层的制备及表征具有重要的研究意义与应用价值。
二、制备方法本研究采用磁控溅射技术制备碳化铬基自润滑耐磨涂层。
具体步骤如下:1. 超声清洗基材,保证基材表面干净。
2. 稀释Ar气体,排除污染气体,确保真空度,达到制备要求。
3. 在真空溅射室中,加热衬底,使其达到预定温度。
4. 通过调整扩散电压、工作气压以及衬底加热功率等参数,调节碳化铬基材料的沉积速率。
5. 通过磁控溅射技术,在基材表面均匀沉积碳化铬基材料。
6. 通过退火工艺使得碳化铬基材料形成一定的晶粒尺寸。
三、表征方法为了全面、准确地评估碳化铬基自润滑耐磨涂层的性能,本研究将采用以下表征方法:1. 扫描电子显微镜(SEM):观察涂层表面形貌,评估涂层沉积质量、均匀性等。
2. X射线光电子能谱(XPS):分析涂层元素组成,评估涂层化学成分以及元素之间的化学键情况。
3. 摩擦学测试:测试涂层的摩擦系数、磨损性能等指标。
4. 硬度测试:测试涂层表面硬度。
5. 厚度测试:通过光学显微镜(OM)或X射线衍射(XRD)等方法确定涂层的厚度。
四、预期研究结果本研究预期能够通过磁控溅射技术制备出质量优良的碳化铬基自润滑耐磨涂层。
经表征测试后,涂层表面形貌光滑,无孔洞、无裂纹,表面硬度高、磨损性能优良。
同时,涂层元素组成符合预期,并且具有显著的自润滑性能和高温稳定性。
这将推动碳化铬基涂层的应用进一步扩大。
动态自修复水凝胶润滑涂层的构筑及其润滑机制研究在今天的科技世界里,有一种神奇的东西,叫做“水凝胶润滑涂层”。
听起来可能有点陌生,但其实它就在我们生活的方方面面发挥着巨大的作用。
不管是医学器械,还是日常生活中的各种设备,水凝胶的应用越来越广泛。
你可能会好奇,水凝胶是什么?它和润滑涂层又有什么关系?那我就给你说说它背后的故事吧。
你得知道,水凝胶这种材料就像是一个超级能吸水的小海绵。
它们能够吸收大量的水分,保持湿润,甚至能够形成一种很像皮肤的“软”结构。
而在润滑涂层的应用中,水凝胶的“水”性和“凝胶”性就派上了大用场。
你想啊,很多设备在运行时都会产生摩擦,摩擦大了就会有热量产生,甚至可能损坏设备。
传统的润滑油虽然好用,但也有点儿“油腻”——不仅容易脏,还容易在高温下蒸发。
而水凝胶呢,它不油腻,而且还能在摩擦过程中不断自我修复。
简直就是一种天然的“润滑神奇剂”。
这种水凝胶到底是怎么“自我修复”的呢?这个过程可有意思了!想象一下,当涂层表面发生微小的划痕或者磨损时,水凝胶就会像受伤的皮肤一样,通过吸水重新“愈合”。
就好比我们平常碰到一些小创伤,用点药膏,皮肤就慢慢恢复了。
这种“自我修复”的能力让水凝胶在长时间的使用中保持持久的润滑效果。
说白了,就是它能修复自己,避免了传统润滑剂常见的磨损和失效。
水凝胶还有一个独特的地方,就是它对环境的适应性超强!举个例子,你知道吗?即使在湿气极重或者干燥的环境下,水凝胶依然能够保持稳定的润滑性能。
它就像是一个“万金油”,无论在哪种场合都能派得上用场。
想象一下,在那些极端环境下工作的人和设备,如果没有这么一个超能润滑涂层,简直是“没法活”。
而水凝胶的这些特点,恰好弥补了传统润滑方式的短板,真是妙不可言。
现在你一定很好奇,这种神奇的水凝胶涂层是不是很难制作?其实并不难,虽然听起来像是高科技,但制作的工艺并不复杂。
大部分水凝胶的制作,主要是通过合成聚合物和水分的结合,这就像是做面包一样,搅拌好材料,烤制出来,就能得到你想要的效果。
中科院兰州化物所科技成果——防腐自润滑涂层
成果简介
国内外发展了各种紧固件防护技术,如:电镀金属、热浸镀锌、铝涂料、达克罗涂层、磷化、氧化技术,润滑涂层等,但这些技术存在着一些不足,如:功能单一、生产能耗大、生产效率低等问题。
针对上述问题,团队发展了一种集防腐、润滑、耐磨于一体的防护技术,设计并研发了一种功能防护涂料,通过喷涂、浸渍的方法实现紧固件表面的涂料。
其性能优异,施工工艺简便高效,适合大批量生产,适用于各种基底表面。
表面涂覆防护涂层后可明显改善紧固件的扭矩与压力关系、稳定扭力系数、防止紧固件咔死;且具有良好的耐磨性,适中的摩擦系数、多次反复松动及锁紧紧固件丝牙不损伤;该涂层还具有优异的防腐防锈性能,防止紧固件锈死,大大提升了紧固件的使用稳定性及寿命,并可在海洋环境下使用。
技术指标
满足标准YSA001大型军用飞机标准件标准-072工程二硫化钼干膜润滑规范,标准HS292-紧固件无石墨型干膜润滑剂涂层,标准HS292-紧固件无石墨型干膜润滑剂涂层,标准HB6688-92热固化二硫化钼干膜润滑剂。
应用领域金属紧固件防护
成熟程度试生产
合作方式技术开发。
写一篇镍合金基自润滑复合材料的研究的报告,600字
本文旨在介绍镍合金基自润滑复合材料的研究。
镍合金基自润滑复合材料具有优良的力学性能、机械强度和耐磨性,因此在很多领域都有广泛的应用。
本文详细阐述了镍合金基自润滑复合材料的种类、结构及它们的性能特点和应用前景。
镍合金基自润滑复合材料是由一定量的镍粉末、一定量的金属润滑油或添加剂、一定量的热稳定剂、以及一定量的环状分散体组成的。
在高温下,由于零部件的热压实、润滑油改性及润滑剂的释放,镍粉末形成一种紧密的复合结构,从而赋予了其优良的力学性能。
在轴承表面,镍合金基自润滑复合材料具有极高的抗磨损性、耐腐蚀性和抗氧化性。
此外,由于具有抗冲击、抗拉力和抗
压痕等特性,因此可以使轴承在高速运转中达到良好的效率。
此外,它还具有隔热、隔噪等特性,可以减少机械音噪,改善使用环境。
镍合金基自润滑复合材料还可以应用于航空、船舶、军事领域。
由于具有耐磨性和优良的耐腐蚀性,可以有效降低运转中的摩擦系数,减少维护费用,提高机器运行效率。
综上所述,镍合金基自润滑复合材料具有优良的力学性能、耐磨性和抗腐蚀性,并且可以应用于航空、船舶、军事等领域,因此在加工、制造行业具有广泛的应用前景。
自润滑材料的原理与应用1. 什么是自润滑材料自润滑材料是一种特殊的材料,具有自行润滑的能力,不需要外部润滑剂或润滑油。
它在摩擦过程中能够自动生成和释放润滑剂,降低摩擦系数,延长材料的使用寿命。
自润滑材料主要应用于摩擦部件,例如轴承、齿轮、连杆等。
2. 自润滑材料的原理自润滑材料的原理主要有两种:固体润滑原理和液体润滑原理。
2.1 固体润滑原理固体润滑原理是指自润滑材料中含有固体润滑剂,其在摩擦过程中持续释放,形成均匀的固体润滑层。
这种固体润滑层能够降低摩擦系数,减少摩擦损失,并且具有良好的抗磨损性能。
常见的固体润滑剂包括石墨、二硫化钼等。
2.2 液体润滑原理液体润滑原理是指自润滑材料中含有液体润滑剂,其在摩擦过程中通过摩擦热和摩擦力的作用下产生润滑膜。
这种润滑膜可以减少金属表面的直接接触,防止摩擦和磨损。
常见的液体润滑剂包括油脂、润滑油等。
3. 自润滑材料的应用自润滑材料广泛应用于各个领域,特别是在高温、高压、高速和恶劣环境下的摩擦部件中具有重要的应用价值。
以下是自润滑材料的一些应用示例:•轴承:自润滑轴承可以减少轴承摩擦和磨损,降低能耗和噪音。
•齿轮:自润滑齿轮可以有效降低齿轮的摩擦损失和噪音。
•连杆:自润滑连杆可以提高发动机的工作效率和寿命。
•液压系统:使用自润滑材料可以提高液压系统的工作效率和可靠性。
•汽车发动机:自润滑材料的应用可以降低发动机的摩擦损失,提高燃油效率。
•航空航天领域:自润滑材料可以在极端温度和压力下保持性能稳定。
4. 自润滑材料的优势使用自润滑材料具有以下优势:•减少能耗:自润滑材料减少了摩擦损失,降低了能耗。
•增加工作寿命:自润滑材料能够减少磨损,延长工作寿命。
•降低噪音:自润滑材料减少了金属表面的直接接触,降低了噪音。
•提高工作效率:自润滑材料能够减少能耗和磨损,提高工作效率。
•适用于恶劣环境:自润滑材料具有良好的耐高温、耐腐蚀等性能,适用于恶劣环境。
5. 自润滑材料的发展趋势自润滑材料的研究和应用正不断发展,主要体现在以下几个方面:•高性能材料的开发:通过合成新型材料,提高自润滑材料的摩擦性能和抗磨损性能。
镍包石墨自润滑涂层摩擦磨损性能研究的开题报告
1. 研究背景和意义
随着工业化的加速和机械设备的广泛应用,摩擦磨损问题已经成为一个严重的问题。
为解决这一问题,涂层技术被广泛应用。
镍包石墨自润滑涂层是一种应用广泛的自润滑涂层,在机械设备、航空航天等领域得到了广泛应用。
本研究旨在深入研究镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损性能,为今后涂层材料的研发提供理论依据和实验基础。
2. 研究内容和方法
本研究将利用微观力学、材料力学、表面科学、摩擦学、热力学等多学科交叉研究的方法,对镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损机理、性能进行深入研究。
具体的研究内容包括:
(1)镍包石墨自润滑涂层的制备与表征;
(2)摩擦磨损测试方法的选择及实验参数的确定;
(3)镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损性能测试;
(4)对涂层的磨损机理及其影响因素进行分析;
(5)基于磨损机理分析,提出提高涂层摩擦磨损性能的措施。
3. 预期成果和意义
通过本研究,预计可以获得如下成果:
(1)深入理解镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损机理及其影响因素;
(2)系统评估镍包石墨自润滑涂层的摩擦磨损性能;
(3)提出改进涂层摩擦磨损性能的措施;
(4)为涂层材料的研发提供理论依据和实验基础。
本研究的结论将为解决机械设备摩擦磨损问题提供新思路和方法,具有一定的理论和实践意义。
自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损研究及仿真分析自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损研究及仿真分析摘要:自润滑涂层关节轴承是一种常用于工业设备中的重要组件,它能有效降低摩擦磨损率,延长工作寿命。
本文通过对自润滑涂层关节轴承的研究,分析了涂层结构、润滑性能以及工作条件对其摩擦磨损的影响,并使用仿真分析工具对其摩擦磨损行为进行了模拟,为相关工程应用提供了可靠的理论依据。
1. 引言关节轴承是一种广泛应用于工业设备中的支撑元件,用于承受和传递机械载荷并实现转动。
随着工程设备的不断发展,对关节轴承的要求也越来越高,其摩擦磨损问题日益凸显。
传统的机械润滑方法需要定期添加润滑油,且在高温、高速和污染环境下往往效果不佳。
因此,开发一种具有自润滑性能的涂层材料,成为目前研究的热点。
2. 自润滑涂层结构与性能自润滑涂层是将润滑剂嵌入到固体涂层中,使其在摩擦过程中释放润滑剂,从而降低摩擦系数和磨损率。
涂层一般由基体材料和润滑剂组成。
基体材料可以是金属、聚合物及其复合材料等,润滑剂则可以选择润滑油、固体润滑剂等。
涂层的结构和性能会直接影响其摩擦磨损行为。
3. 涂层结构对摩擦磨损的影响涂层的结构参数,如涂层厚度、粒度、孔隙率等,会对摩擦磨损性能产生重要影响。
一般来说,较厚的涂层能提供更好的润滑效果,但也会增加摩擦阻力;较细的涂层颗粒和较低的孔隙率可以提高涂层的致密性和润滑性能。
4. 自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损行为仿真分析通过使用相关仿真分析工具,可以对自润滑涂层关节轴承的摩擦磨损行为进行模拟分析。
首先,建立摩擦副的几何模型和材料模型,考虑摩擦表面的粗糙度和涂层的结构参数。
然后,根据润滑剂的性质和摩擦特征,采用相应的摩擦模型,进行摩擦磨损行为的仿真分析。
5. 结果与讨论通过仿真分析,我们可以得到涂层关节轴承的摩擦系数、磨损量以及润滑剂的分布情况等重要参数。
根据仿真结果,我们可以评估不同涂层结构和工作条件下的摩擦磨损行为,并优化涂层结构与润滑性能,提高涂层关节轴承的工作寿命。
等离子喷涂铜铝基自润滑涂层的制备及摩擦学性能研究等离子喷涂铜铝基自润滑涂层的制备及摩擦学性能研究摘要:等离子喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术,具有涂层薄、粘结强度高、成本低等优点,被广泛应用于材料表面改性。
本文通过等离子喷涂技术制备了铜铝基自润滑涂层,并研究了其摩擦学性能。
研究结果表明,铜铝基自润滑涂层在摩擦试验中表现出较低的摩擦系数和磨损率,具有优异的摩擦学性能。
因此,该自润滑涂层可以在工程领域中得到广泛应用。
关键词:等离子喷涂;铜铝基涂层;自润滑;摩擦学性能 1. 引言自润滑涂层是一种能够减少材料之间接触摩擦的涂层,具有广泛的应用前景。
在传统的涂层制备方法中,常用的涂层材料有摩擦剂和固体润滑剂,但这些涂层在工程应用中存在着很多限制。
与传统涂层不同,等离子喷涂技术可以制备出薄、均匀、致密的涂层,提供了一种新的制备自润滑涂层的方法。
2. 实验方法2.1 材料准备本实验采用了纯铜和纯铝作为喷涂材料,经过高能球磨制备成粉末,粒径分布均匀。
2.2 涂层制备将铜铝粉末与聚合物粉末按照一定的比例混合,制备成喷涂涂料;将涂料充分搅拌后,进行等离子喷涂。
使用直流电弧等离子喷涂设备,在氩气保护下,对基材进行喷涂。
通过调节喷涂参数,包括电压、喷涂速度和喷涂距离等,制备出铜铝基自润滑涂层。
2.3 摩擦学性能测试使用球盘式摩擦磨损试验机对涂层样品进行摩擦性能测试。
测试条件为室温下,加载力为20N,滑动速度为10mm/s,滑动时间为1小时。
通过记录摩擦系数和磨损率的变化,评估涂层的摩擦学性能。
3. 结果与讨论3.1 涂层表面形貌利用扫描电子显微镜观察了涂层的表面形貌。
结果显示,涂层表面均匀平整,并且存在着许多微小的凹凸结构。
3.2 摩擦学性能测试结果显示,铜铝基自润滑涂层的摩擦系数在0.1左右,并且在整个滑动过程中保持较为稳定。
磨损率也较低,表明涂层具有优异的耐磨性能。
4. 结论本研究通过等离子喷涂技术制备了铜铝基自润滑涂层,并在摩擦试验中研究了其摩擦学性能。
涂层材料在机械密封副中的应用研究如今,在各个领域中,涂层技术已成为一种不可或缺的工艺。
特别是在机械密封副领域,涂层材料的应用研究日益受到重视。
涂层材料作为一种可以提高机械密封副性能的技术手段,其功能涵盖润滑、密封、耐磨以及抗腐蚀等多个方面。
本文将围绕涂层材料在机械密封副中的应用展开探讨。
首先,涂层材料在机械密封副中起到了优异的润滑功能。
密封副中的部件往往需要在高速运动的过程中保持一定的润滑性能,以减少磨损和热量产生。
传统的润滑方式主要依赖于润滑油,但随着润滑油的挥发和消耗,润滑功能会逐渐减弱。
而采用涂层材料作为润滑介质,可以显著提高机械密封副的润滑性能。
例如,采用Diamond-Like Carbon(DLC)涂层的机械密封副具有极低的摩擦系数和高效的润滑性能。
其次,涂层材料在机械密封副中的应用还可以提高密封性能。
密封副的基本功能就是保持工作介质在机械装置内不泄漏。
在高温、高压等极端工况下,传统的密封副材料容易出现泄漏问题,导致设备无法正常运行。
通过在密封副表面涂覆一层特殊材料,可以形成致密的密封层,有效地阻止介质的泄漏。
例如,热喷涂技术可以将高温耐蚀涂层喷涂在密封副表面,提高密封性能。
此外,涂层材料在机械密封副中还能够提高耐磨性能。
由于机械密封副在高速摩擦下容易出现磨损问题,因此提高耐磨性能是非常重要的。
利用涂层材料可以在密封副表面形成具有高硬度的涂层,增加密封副的抗磨损能力。
例如,使用纳米复合涂层可以有效地提高密封副的耐磨性能,延长密封件的使用寿命。
最后,涂层材料在机械密封副中的应用还可以提高抗腐蚀性能。
在一些特殊工况下,例如化工行业中的腐蚀介质环境下,传统的密封副材料容易受到腐蚀而失效。
通过在密封副表面应用耐腐蚀涂层,可以有效地提高密封副的抗腐蚀性能。
例如,高温气体涂层技术可以在密封副表面形成耐酸碱和耐高温的涂层,提高密封副的耐腐蚀性。
综上所述,涂层材料在机械密封副中的应用研究在不同方面均取得了重要进展。
自润滑涂层在基架和滚轮上的应用研究
作者:王明军
来源:《中国科技博览》2013年第23期
中图分类号:TU276.91 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)23-0284-02
一、课题背景
俄制300MW超临界机组,由于轴承箱承载整个机组的重量,机组在膨胀做功时会导致轴承箱在基架上的往复运动,润滑油在重载下经过轴承箱的反复运动后局部发生硬化失效,继而将阻碍轴承箱的运动。
因此,需要在基架表面制备出性能良好的自润滑涂层来满足实际工况需求。
二、分析内容和测试方法
本项目采用的结构分析测试方法及相应的分析内容有:采用飞利浦公司X’Pert 型X-射线衍射仪,分析涂层的物相组成;采用电子探针,分析各元素的空间分布;采用扫描电镜,分析涂层的组织结构和微区成分;采用PHI公司ESCA型X射线光电子谱仪,测量涂层中各元素的化学态。
采用自制的球盘式摩擦磨损实验机,对三种自润滑涂层的摩擦系数和耐磨性进行了对比分析,磨擦副为直径5 mm的GCr15钢球,载荷为200 gf,转速为100 转/min,磨损时间为60 h。
如上所述,对三种自润滑涂层进行了物相,成分,组织结构分析及摩擦性能对比。
这三种涂层分别是国外箱体支架自润滑涂层(No.1),国外衬套自润滑涂层(No.2)和国产自润滑涂层(No.3)。
三、三种涂层的物相、成分及组织结构
1、涂层的物相组成
图1a)和图1b)分别是No.1和No.2自润滑涂层的XRD物相扫描结果。
No.1涂层的物相组成为MoS2,CuSn合金, No.2涂层的物相组成分别为Pb3O4,PbO,Pb,CuSn合金。
2、涂层的厚度、组织和元素分布
涂层的厚度、组织和元素分布可以用电子探针测量。
可知,No.1,No.2和No.3涂层的厚度分别约为400 ?m,250 ?m和180 ?m。
三种涂层的组织相同,都是以球形颗粒作为承载骨架,其间填充自润滑材料。
由国外自润滑涂层的组织结构特征可以判断,该涂层是DU型自
润滑涂层,其制备工艺过程为首先在钢板上电镀一层铜,然后在镀层上撒上青铜粉,在9000C 烧结形成多孔承载层,最后将自润滑材料,主要是聚四氟乙烯粉或聚四氟乙烯与其他润滑材料的混合粉,涂在青铜骨架上在380 0C烧结制成自润滑涂层。
图2a)和2b)分别是No.1和No.3涂层球形颗粒的能谱测量结果,可知球形颗粒为CuSn 合金,即锡青铜合金。
涂层No.1填充的自润滑材料区域的成分的能谱分析结果,其中包括碳、氟、硫和钼四种元素;钼和硫元素的电子探针面扫描结果,钼和硫的元素分布区域是一致的,该物质应该是MoS2。
而另一种含有碳和氟元素的润滑材料可能为聚四氟乙烯。
填充自润滑材料区域白色部分对应MoS2,而黑色部分区域为聚四氟乙烯。
MoS2和聚四氟乙烯的重量比例约为3:7。
No.2自润滑涂层的电子探针背散射电子面扫描结果,图像上亮度不同的区域对应不同的元素,亮度越亮的区域,元素的原子序数越大。
结合X射线衍射结果可知,No.2涂层中亮度最大的区域应该对应着铅元素。
3、涂层化学态分析
通过No.1和No.2号涂层的X-射线衍射,电子探针和能谱分析结果,我们推知,涂层No.1的自润滑填料是MoS2和聚四氟乙烯;涂层No.2的自润滑填料是Pb和聚四氟乙烯。
为了进一步验证我们的推测,我们采用X-射线光电子谱仪对涂层中各元素的化学态进行了分析。
图3a),b),c)和d)分别是涂层No.1不同深度位置碳,氟,钼和硫元素的结合能峰位。
在X-射线光电子谱分析中,钼元素是以双峰形式存在,也就是说图3c)中的钼元素双峰对应的是一种化学状态,而不是两种。
通过对图3中各元素的结合能峰位进行标定,并且和标准的聚四氟乙烯与MoS2的结合能峰位比较,可知涂层No.1中的氟碳化合物为聚四氟乙烯,另一种润滑材料则是MoS2。
图4a),b)和c)分别是涂层No.2不同深度位置碳,氟,铅元素的
X-射线光电子谱结合能峰位。
和钼元素一样,铅元素也是双峰结构。
图4a)和b)中碳和氟的结合能峰位表明涂层No.2中的氟碳化合物为聚四氟乙烯;图4c)表明在涂层No.2内部的铅元素以单质铅的形式存在,而X-射线衍射的结果表明涂层No.2中存在铅的各种氧化物,综合X-射线衍射和X-射线光电子谱的结果,可知铅的氧化物应该只存在于涂层表层,是原始单质铅氧化的产物。
那么涂层No.2中自润滑材料的配方应该是单质铅和聚四氟乙烯,氧化铅是涂层长时间放置氧化产物,不是原始成分。
四、三种涂层的摩擦系数和耐磨性比较
图5是三种不同涂层的摩擦系数,No.1,No.2和No.3三种涂层的摩擦系数分别是0.16,0.14,0.16。
表明三种涂层的摩擦系数基本一致。
图6是其对应的磨损量,可知国产自润滑涂层的耐磨性最好。
五、结论
通过分析可知涂层No.1的自润滑填料是聚四氟乙烯+ MoS2,其重量百分比为聚四氟乙烯:MoS2=7:3;涂层No.2的自润滑填料是聚四氟乙烯+铅,其重量百分比为聚四氟乙烯:铅=9:1。
针对上诉分析结果我们选择了国内相应的自润滑涂层,并对三种自润滑涂层的摩擦系数和耐磨性进行了对比分析。
结果表明,国产自润滑涂层的摩擦系数与国外自润滑涂层相当,都约为0.16,而国产自润滑涂层的耐磨性要优于国外自润滑涂层,在相同磨损实验条件下其磨损量约为国外涂层的1/2。