下载文档原格式
MDI和HMDI型混炼型聚氨酯动态压缩性能的研究谭信文，岑 兰，吕国正，彭文磊（广东工业大学 材料与能源学院，广州）摘 要：本文研究不同异氰酸酯（二苯甲烷二异氰酸酯M D I和4，4＇二环己基甲烷二异氰酸酯H M D I）结构混炼型聚氨酯的氢键化程度对动态压缩性能的影响。
结果表明，H M D I型MPU的氢键化程度比MDI型大，微相分离程度更高；MDI型MPU的拉伸强度和撕裂强度较高，而HMDI型的回弹较好；MDI型MPU的动态压缩疲劳温升及变形量较HMDI型低，不同的压缩频率下的疲劳寿命均高于HMDI型MPU。
关键词：MDI，HMDI，混炼型聚氨酯，动态压缩性能，氢键化程度聚氨酯弹性体分子主链中含有氨基甲酸酯基团，由低分子量多元醇、二元或多元异氰酸酯和扩链剂聚合而成。
聚氨酯弹性体分为浇注型聚氨酯、热塑性聚氨酯和混炼型聚氨酯（聚氨酯橡胶，MPU）[1-2]。
与传统橡胶相比，混炼型聚氨酯具有优异的力学性能、耐磨性和抗蹦花性能，以及较低的滚动阻力[3-6]，具有广泛的应用前景。
但是，氨基甲酸酯基团在赋予聚氨酯弹性体优异的物理性能的同时，也导致了其硬度偏高、牵引性和抗湿滑性较差，动态的使用过程中生热大，限制了在某些场合的应用[7-9]。
许多研究者从原料、合成及加工工艺等角度研究了影响聚氨酯动态性能的因素，认为动态生热与微相分离程度密切相关，目前相关研究主要集中在浇注型聚氨酯基体，对于混炼型聚氨酯鲜见系统研究[10-15]。
本文主要研究异氰酸酯种类(二苯甲烷二异氰酸酯MDI和4，4＇二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI）对聚醚型混炼型聚氨酯结构和性能的影响。
1. 实 验1.1 主要原材料混炼型聚氨酯，牌号分别为1055（M D I型）和1097（HMDI型），广州顺力聚氨酯科技有限公司产品；其它的材料均由广东信力材料科技有限公司提供。
1.2 试验配方MPU 100，促进剂M 2，促进剂DM 4，活性剂NH-2 1，硬脂酸 0.5，硬脂酸锌 2，硫磺 2，N330 30。
低表面能涂层
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室
联系人：裴小维电话：0931-*******E-mail:peixw@ 技术特色应用领域：由于碳-氟键键能高，化学稳定性好，因此氟碳树脂多用于苛刻环境中，因此该涂层材料可用于各类材料表面最外层装饰防护。
●氟含量可调；●低表面能，疏水，树脂表面水接触角大于110°，滑动角小于20°
；
●疏油，表面不沾油；耐沾污，油性笔书写困难；
●机械性能优异
●室温固化，施工工艺简单；
基本性能
产品型
号
氟碳疏油涂层序号
检测项目指标检测标准1
涂层表面硬度铅笔硬度≥2H GB/T 6739-20062
涂层表面接触角≥110°DSA-100光学接触角测量仪3
涂层表面滑动角≤30°DSA-100光学接触角测量仪4
涂层附着力（画圈法）2级以上GB 1720-795
柔韧性1mm GB/T 1731-19936
耐冲击性50KG GB/T1732-937
耐高低温交变-40℃-100℃HG/T 3792-20058
耐高温性能（长期服役）＞100℃，24h GB/T 1735-899
耐油介质120溶剂油，＞48h GB/T 1734-199310
耐酸碱性能5%酸/碱溶液，＞168h HG/T 3792-200511
耐盐雾性中性盐雾实验，＞196h GB/T 1771-200712
耐盐水性饱和盐水，＞168h HG/T 3792-200513
耐紫外老化性＞500h GB/T23987-200914耐砂浆性通过HG/T 3792-2005。
表面技术第53卷第7期基于硬质WC涂层的不同摩擦副间的摩擦磨损特性及损伤机制研究王晓霞1，陈杰1，郝恩康1*，刘光1*，崔烺1，贾利1，魏连坤1，郝建洁1，曹立军1，安宇龙2（1.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江 宁波 315103；2.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000）摘要：目的探究硬质WC-12Co涂层与摩擦副间的力学性能、摩擦磨损特性的对应关系。
方法采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术制备WC-12Co硬质涂层，利用SEM、XRD、EDS等分析涂层的微观形貌、物相组成和元素分布规律等，研究该涂层与不同对偶配副的摩擦学性能及摩擦磨损机理等。
结果采用HVOF技术制备的WC-12Co涂层中各元素及物相分布均匀，涂层的显微硬度约为1 103.8HV0.3，纳米硬度约为20.47 GPa。
涂层和不同对偶配副的干摩擦因数均在0.80以上，磨损率在10−6 mm3/(N·m)量级，其中与Al2O3对偶球配副时摩擦因数（约0.81）最低，与WC-6Co对偶球配副时摩擦因数（约0.85）最大，在与Al2O3配副时磨损率最大，约为11.09×10−6 mm3/(N·m)，与GCr15配副时磨损率最小，约为1.60×10−6 mm3/(N·m)。
结论硬质WC-12Co涂层致密均匀，其力学性能优异，与不同材质对偶球配副时其磨损机制有所不同，导致摩擦副间的摩擦因数和磨损率略有差异，但其耐磨性均良好，可以根据实际应用工况特点选择不同的摩擦副，以保证硬质碳化钨涂层的安全稳定长效服役。
关键词：WC-12Co涂层；超音速火焰喷涂；摩擦副；力学性能；摩擦学性能中图分类号：TG174.442 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0076-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.008Friction and Wear Behaviors and Damage Mechanisms ofDifferent Friction Pairs Based on Hard WC CoatingWANG Xiaoxia1, CHEN Jie1, HAO Enkang1*, LIU Guang1*, CUI Lang1,JIA Li1, WEI Liankun1, HAO Jianjie1, CAO Lijun1, AN Yulong2(1. Chinese Weapons Science Academy Ningbo Branch, Zhejiang Ningbo 315103, China; 2. State Key Laboratory ofSolid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China)ABSTRACT: The WC-12Co metalloceramic coating is regarded as the ideal choice to improve the wear resistance of engineering components. However, the friction and wear characteristics of the coating are not only related to its structure and收稿日期：2023-04-10；修订日期：2023-10-09Received：2023-04-10；Revised：2023-10-09基金项目：国家自然科学基金（52205223）；内蒙古自治区自然科学基金（2022QN05019）；宁波市自然科学基金（2022J316）Fund：National Natural Science Foundation of China (52205223); Natural Science Foundation of Inner Mongolia Municipality (2022QN05019); Natural Science Foundation of Ningbo City (2022J316)引文格式：王晓霞, 陈杰, 郝恩康, 等. 基于硬质WC涂层的不同摩擦副间的摩擦磨损特性及损伤机制研究[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 76-84.WANG Xiaoxia, CHEN Jie, HAO Enkang, et al. Friction and Wear Behaviors and Damage Mechanisms of Different Friction Pairs Based on Hard WC Coating[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 76-84.*通信作者（Corresponding author）第53卷第7期王晓霞，等：基于硬质WC涂层的不同摩擦副间的摩擦磨损特性及损伤机制研究·77·components, but also closely associated with the friction pairs and working conditions. Thus, the work aims to expound the relationship between the mechanical and tribological properties of the hard WC-12Co coating sliding with different friction pairs. In this work, the WC-12Co coating was prepared by the high velocity oxygen fuel (HVOF) spraying technology, and then its morphology, phase composition and element distribution were analyzed by SEM, XRD and EDS. Meanwhile, the tribological properties and friction and wear mechanism of the coating sliding against three different coupled balls of GCr15 stainless steel, WC-6Co and Al2O3 were studied as well. Moreover, the friction and wear mechanisms were analyzed from the evolution of microstructure, mechanical properties and phase components.The elements and phases of WC-12Co coating prepared by HVOF technology were evenly distributed. The interior of the coating was uniform and compact with an average porosity of (2.86±0.16)%, while the near-surface layer was loose. This was caused by the tamping effect because of subsequent particles compacting the previous deposited particles. In addition, there wasa slight decarbonization during deposition proved by the presence of W3C phase in the coating. The WC-12Co coating had amicrohardness of about 1 103.8HV0.3, and a nano-hardness of about 20.47 GPa. According to the order of GCr15 stainless steel, WC-6Co and Al2O3, the microhardness, contact stiffness, nano hardness, elastic modulus and resilience of the coupled balls gradually increased, while the mechanical properties of the coating were slightly less than the values of the WC-6Co coupled ball. The dry coefficient of friction (COF) of WC-12Co coating sliding against different friction pairs was above 0.80, and the wear rate (WR) was in the order of 10−6 mm3/(N·m). The lowest COF was about 0.81 when the coating slid against alumina ball, and the highest COF was about 0.85 when the coating slid against tungsten carbide ball. The coating had the highest WR(11.09×10−6 mm3·N−1·m−1) coupled with aluminum oxide ball, and the lowest WR (1.60×10−6 mm3·N−1·m−1) coupled withGCr15 steel ball. Due to the low hardness and large plasticity of GCr15 stainless steel ball, the transfer film was easy to form and adhere to the coating surface during friction, appearing typical abrasive wear and adhesive wear characteristics. The mechanical properties of WC-6Co ball and coating were approximate, and there were no typical signs of abrasive wear or adhesive wear. The alumina would appear moisture absorption phenomenon in the air, and the formation of intermediate products could play a lubricant effect to reduce the COF. However, the hardness of Al2O3 ball was very high, and it was easy to wear the softer one of the friction pairs, so the wear rate of the coating was the largest. Besides, the tribochemical reactions of the coating sliding against different coupled balls were roughly the same.In general, the WC-12Co coating is dense and uniform with excellent mechanical properties. Although the COF and WR of the coating are slightly different due to the wear mechanism difference with different coupled balls, the wear resistance of the hard WC-12Co coating is very excellent. The various friction pairs can be selected according to the characteristics of the actual application conditions, so as to ensure the safe, stable and long-term service of the hard WC-12Co coating.KEY WORDS: WC-12Co coating; HVOF spraying; friction pairs; mechanical properties; tribological properties履带行动系统（如主动轮齿圈、履带连接环等“四轮一带”运动摩擦部件）具有高速重载的典型特征，互相接触的运动部件之间通常伴随着磨损的产生，这是导致相应部件损伤失效的重要因素[1-3]。
表面技术第52卷第4期Ni60与NiCr-Cr3C2涂层的机械和热冲击性能对比研究赵青山1，宋学平1，李来军1，曹文辉1，柴廷玺2（1. 兰州石化职业技术大学 机械工程学院，兰州 730060；2. 兰州城市学院 培黎机械工程学院，兰州 730070）摘要：目的合理选择涂层材料，以提高5CrNiMo热作模具的使用寿命。
方法采用超音速火焰喷涂制备Ni60和NiCr-Cr3C2涂层，对比研究2种粉末所获涂层的微观组织结构、力学性能及机械冲击和热冲击性能。
结果Cr3C2硬质颗粒可大幅度提高涂层的硬度，在喷涂过程中，Cr3C2硬质颗粒在撞击过程中具有更高的压应力，促进了喷丸效应，使20%NiCr-80%Cr3C2涂层内部及与基体结合界面无明显裂纹。
因而，与Ni60涂层相比，20%NiCr-80%Cr3C2涂层具有较高的表面显微硬度（818.9HV）和结合强度（64.04 MPa）。
机械冲击试验后，20%NiCr-80%Cr3C2涂层因具有优异的力学性能，被冲击区域的宏观裂纹较少，且未发生明显剥落。
2种涂层机械冲击失效的主要机理为高载荷冲击所致的涂层塑性损伤与断裂。
由于20%NiCr-80%Cr3C2涂层中存在大量的Cr3C2脆性相，使其同时发生次要的脆性断裂。
100次循环热冲击后，2种涂层均未发生剥落，但Ni60涂层表面呈黑蓝色和凹凸不平，表明NiCr-Cr3C2涂层具有更好的抗热冲击能力。
结论20%NiCr- 80%Cr3C2涂层具有更优的微观组织、力学性能、机械冲击和热冲击性能。
关键词：涂层；HVOF；模具钢；机械冲击；热冲击中图分类号：TH117.1文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)04-0436-10DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.04.040Comparative Study on Mechanical Impact and Thermal ShockProperties of Ni60 and NiCr-Cr3C2 CoatingsZHAO Qing-shan1, SONG Xue-ping1, LI Lai-jun1, CAO Wen-hui1, CHAI Ting-xi2(1. School of Mechanical Engineering, Lanzhou Petrochemical University of V ocational Technology, Gansu Lanzhou 730060,China; 2. Peili School of Mechanical Engineering, Lanzhou City University, Gansu Lanzhou 730070, China)ABSTRACT: The work aims to improve the service life of hot-work dies (5CrNiMo) by selecting coating material reasonably.Ni60 and NiCr-Cr3C2 coatings were prepared through the supersonic flame spraying technology, and the microstructure,收稿日期：2022–04–09；修订日期：2022–08–29Received：2022-04-09；Revised：2022-08-29基金项目：甘肃省自然科学基金项目（17JR5RA006）；甘肃省高等学校创新能力提升项目（2019A-198）；甘肃省高等学校科研项目（2020A-128）；甘肃省重点人才项目（2020-0623-RCC-0463）Fund：Gansu Natural Science Foundation Project (17JR5RA006); The Innovation Capacity Improvement Project for Colleges and Universities in Gansu Province (2019A-198); Scientific Research Project of Colleges and Universities in Gansu Province (2020A-128); Key talent project of Gansu Province (2020-0623-RCC-0463)作者简介：赵青山（1987—），男，硕士，讲师，主要研究方向为焊接工艺和表面工程。
氟碳树脂 PVDFPVDF T-1是一种粉末状的聚偏氟乙烯产品，可以与丙烯酸树脂、添加剂等混配形成性能优越的烘烤型 PVDF 氟碳涂料。
其各种理化性能和制漆性能接近国外产品，同国内其他牌号的PVDF相比，在批次稳定性、分散研磨性能和耐黄变性能等方面，更适合于制备烘烤型 PVDF 氟碳涂料中的罩面涂料、浅色涂料。
产品特性项目单位指标ASTM测试方法外观-白色粉末/气味-无/纯度，≥%99.5PVDF标准相对密度-1.74~1.77D 792 ，@23/ 23 ℃熔点℃156~165D 3418熔融指数g/10min0~2.0D 1238 ，230 ℃ ， 10kg热分解温度℃382~393TGA ， 1%Wt. Loss ， Air溶解性-澄清透明，无杂质1g/10ml 30 ℃ 1hr NMP含水率，≤%0.1Karl FischerPVDF 氟碳涂料应用制备与施工PVDF 氟碳涂料广泛应用于户外有超耐侯要求的铝极幕墙，涂层铝极、钢板和铝型材的高档面漆。
采用 PVDF T-1 为涂料通过适当的混配（其中树脂中 PVDF 含量≥70 ％）可制成分散型涂料和粉末涂料。
亦可制成有机溶剂型 PVDF 氟碳涂料。
PVDF 氟碳涂料的涂膜方法主要有辊涂、刷涂、浸涂、喷涂和粉末静电喷涂等。
经高温烘烤冷却结晶制成涂膜。
目前应用最广泛的为分散型和粉末 PVDF 涂料，应用最广泛的涂敷方法为喷涂和辊涂。
以 PVDF 为主要成膜物质的涂层有着优异的性能，主要体现为以下特点：超耐侯性。
户外使用可达 20 年以上。
耐腐浊性和耐化学品优异，抗渗透性能好。
物理力学性能优异，后加工性能好。
耐污染性能好。
良好的耐温性，涂层可在 -60 ℃ －150 ℃ 范围内长期使用。
PVDF（聚偏氟乙烯）氟碳树脂在高耐侯涂料中的应用PVDF涂料以其优异的耐候性、耐化学品性、耐污染性、易维护性等，在户外建筑领域有着广泛的应用市场和前景。
但PVDF氟碳树脂的主要供应厂家所采取的认证制度，国内厂家无法获得原料，而无法对涂料制造、施工应用方面从事进一步的研究，因此国内PVDF氟碳技术的发展相对要落后和缓慢，但近几年来，氟碳涂料在国内取得了很大的进展，并成为涂料行业近年来的一大热点，这加速了树脂生产、涂料制造和施工应用方面的进步，引导和推动了市场的发展。
氟橡胶分析氟橡胶成分分析2012-07-26 16:39 星期四氟橡胶一般指未硫化的橡胶胶料，东标检测中心作为专业的第三方检测机构，能针对氟橡胶进行多方面的检测，并能出具权威检测报告。
主要检测项目：挥发份灰分拉伸强度定伸强度生产参数检测：门尼粘度热稳定性剪切稳定性硫化曲线门尼焦烧时间主要性能特点：化学稳定性佳：氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。
26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。
耐高温性优异：氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。
耐老化性能好：氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
真空性能极佳：26型氟橡胶具有极好的真空性能。
246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。
246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。
机械性能优良电性能较好：23型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电绝缘材料。
26型橡胶可在低频低压下使用。
透气性小：氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。
低温性能不好：氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如23-11型的TG＞0℃。
耐辐射性能较差：氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26型橡胶辐射作用后表现为交联效应，23型氟橡胶则表现为裂解效应。
东标橡塑检测中心是国内权威的第三方检测机构，通过了中国国家认证认可监督管理委员会和中国合格评定国家认可委员会的二合一（CMA、CNAS）实验室认证认可，可出具权威的测试报告。
氟橡胶检测/测试2012-07-25 17:27 星期三专业提供橡胶检测与分析-氟橡胶检测，氟橡胶性能检测，氟橡胶老化检测，氟橡胶成分分析，氟橡胶成分鉴定，氟橡胶配方分析，东标橡塑检测中心。
２０１３年３月 第３８卷第３期
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｍａｒ．２０１３
Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．３
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４—０１５０．２０１３．０３．００１ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ黏结固体润滑涂层的成分分析及其与
ＨＭ．１４００Ｃ涂层性能比较
万宏启 陈晓锦 陈磊 冶银平 周惠娣 陈建敏 （１．中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州７３００００； ２．空军驻山西地区军事代表室 山西太原０３００２４）
摘要：采用红外光谱、ＸＲＤ和ＥＤＳ对进口Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ黏结固体润滑涂层的成分进行分析，对比考察Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层和国产ＨＭ一１４００Ｃ涂层的理化性能，并采用ＭＭ－２００型摩擦磨损实验机评价２种涂层在不同载荷下的摩擦学性 能。实验结果表明，Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层主要由聚酰亚胺、聚四氟乙烯和石墨组成，其理化性能与国产ＨＭ一１４００Ｃ涂层相 当。与进口Ｆｌｕｏｆｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层相比，ＨＭ－１４００Ｃ涂层的摩擦因数较低，耐磨寿命较长，表明ＨＭ一１４００Ｃ涂层比Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层具有更好的摩擦磨损性能。 关键词：黏接固体润滑涂层；ＰＴＦＥ；摩擦磨损 中图分类号：ＴＧ３５６．１６文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２０１３）３—００１—４
Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ ＢＬ Ｂｏｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈ ＨＭ－１４ＯＯＣ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｗａｎ Ｈｏｎｇｑｉ Ｃｈｅｎ Ｘｉａｏｊｉｎ Ｃｈｅｎ Ｌｅｉ Ｙｅ Ｙｉｎｐｉｎｇ Ｚｈｏｕ Ｈｕｉｄｉ Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎｍｉｎ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｇａｎｓｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈａｎｘｉ Ｒｅｇｉｏｎ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ， Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＦＴｒＩＲ ｓｐｅｃｔｒａ，ＸＲＤ ａｎｄ ＥＤＳ ｗｅｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｂｏｎｄｅｄ ｓｏｌｉｄ ｌｕｂｒｉｃａｎｔ ｃｏａｔｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＨＭ一１４００Ｃ ｃｏａｔｉｎｇ． Ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ ＨＭ－－１４００Ｃ ｃｏａｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ＭＭ－２００ ｆｒｉｃｔｉｏｎ・－ｗｅａｒ ｔｅｓｔｅｒ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｐｐｌｉｅｄ ｌｏａｄｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＴＦＥ ａｎｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ ａｒｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ＨＭ一１４００Ｃ ｃｏａｔｉｎｇ．ＨＭ一１４００Ｃ ｃｏａｔ－ ｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙｓ ａ ｌｏｗｅｒ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ａ ｌｏｎｇｅｒ ｗｅａｒｉｎｇ ｌｉｆｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ＨＭ一１４００Ｃ ｃｏａｔｉｎｇ ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｔｈａｎ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｎｄｅｄ ｓｏｌｉｄ ｌｕｂｒｉｃａｎｔ ｃｏａｔｉｎｇ；ＰＴＦＥ；ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ
黏结固体润滑涂层是固体润滑涂层材料的主要类 型之一，它是将固体润滑剂分散于有机或无机黏结剂 体系中，再用类似于油漆的涂装工艺在摩擦部件表面 上成膜以降低摩擦磨损的一种新型润滑技术。自 １９４６年美国ＮＡＳＡ研制出第一种含二硫化钼的有机 黏结固体润滑涂层后，因其性能独特，有关这一类材 料的研究和应用均得到了迅速的发展 。我国从２０ 世纪６０年代就开始了黏结固体润涂层的研究，先后
｝基金项目：国家自然科学基金项目（５１１７５４９１）． 收稿日期：２０１２—１０—０８ 作者简介：万宏启（１９７８一），男，博士研究生，副研究员，主 要从事固体润滑涂层材料的研制和应用研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｈｑｌｉｃｐ＠ ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ．
研制了几十个品种的黏结固体润滑涂层材料，为航空 航天等高技术领域解决了一系列特殊工矿如高温、高 负荷、高真空、原子氧等条件下的润滑难题 。 固体润滑剂是黏结固体润滑涂层的主要成份，对 涂层的耐磨寿命和摩擦因数起决定作用。常用的固体 润滑剂有二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等 。 ，与黏 结ＭｏＳ，基和石墨基固体润滑涂层相比，黏结ＰＴＦＥ基 固体润滑涂层具有高度的化学惰性和在较低载荷下具 有较低的摩擦因数和较长的耐磨寿命 。如某型号国 产发动机上的多种零部件需要涂敷法国ＦＬＵＯＲＯ— ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ公司的Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ聚四氟乙烯涂层， 这种涂层具有化学惰性、不可润湿性、防黏附以及在 无油状况下具有润滑作用，可在一２００～３００℃的温 ２ 润滑与密封 第３８卷 度范围内使用。本文作者分析了进口Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ 黏结固体润滑涂层的主要成分，选取与Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ 涂层成分相似的国产ＨＭ－１４００Ｃ涂层（中国科学院兰 州化学物理研究所产品，组成为聚酰亚胺树脂、聚四 氟乙烯、石墨和纳米填料）与之对比，考察了２种 涂层的基本理化性能和摩擦学性能，以期为国产 ＨＭ一１４００Ｃ涂层替代进口Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层提供实验 数据和理论基础。 １实验部分 １．１ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的成分分析 用Ｂｉｏ—Ｒａｄ ＦＴＳ－１６５型红外光谱仪测定Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂料树脂的红外光谱，确定树脂的结构；分别采 用用Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｘ’Ｐｅｒｔ—ｐｒｏ型ｘ射线衍射仪和ＦＥＩ—Ｔｅｃｎａｉ Ｆ３０场发射电子显微镜对Ｆｌｕｏｆｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层进行表 征，确定涂层中固体润滑剂的物相和元素组成。 １．２涂层制备 用类似于油漆的涂装工艺在试样表面涂膜，将涂 有涂层的试样经固化处理（１５０℃×０．５ ｈ＋１７０ ｏＣ× １ ｈ）后随烘箱冷却即可评价或使用。涂层表面粗糙 度约为Ｒａｌ ｍ，理化性能测试试样涂层厚度按美军 标规定的厚度５一ｌ３ ｍ，摩擦磨损试样涂层厚度为 １５～２０ ｍ。 １．３ 涂层理化性能和摩擦学性能评价 涂层的理化性能测试按国标或美军标进行评价。 涂层的摩擦学性能采用济南试验机厂生产的 ＭＭ－２００型摩擦磨损实验机进行评价，其摩擦副接触 形式及试环尺寸如图１所示。实验件为ＧＣｒｌ５钢环， 上试样固定，下试样涂膜。在０．４２５ ｍ／ｓ的速度 （２００ ｒ／ｍｉｎ）下，分别在１ ５６０，９８０，４９０，２４５ Ｎ的 载荷下评价涂层的摩擦学性能，涂层的耐磨寿命和摩 擦因数由实验机自动记录和处理。
图１ ＭＭ－２００型摩擦磨损实验机试样接触方式示意图（ｍｍ） Ｆｉｇ １ Ｃｏｎｔａｃｔ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｕｐｌｅ ｏｆ ＭＭ－２００ ｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｗｅａｒ ｔｅｓｔｅｒ（ｍｍ）
２结果与讨论 ２．１干膜润滑剂的成分分析 图２示出了Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层树脂的红外光谱。 可以看出，３ ２００ ｃｍ 处为酰胺基团Ｎ—Ｈ的特征吸 收峰，１ ６６７ ｃｍ 处为羰基Ｃ＝Ｏ的对称伸缩振动 峰，１ ６００ ｃｍ 处为苯环Ｃ＝Ｃ的伸缩振动峰，１ １１０ ｃｍ 处为Ｃ—Ｎ对称伸缩振动峰，各特征吸收峰与典 型的聚酰亚胺的特征吸收峰完全对应，表明Ｆｌｕｏｆｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的树脂成分为聚酰亚胺树脂。
ＷａｖｅｎｕｍｂｅｒＡ／ｃｍ一 图２ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层树脂的红外光谱 Ｆｉｇ ２ ｒｎＲ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｎ ｆｏｒ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ
图３为Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的ＸＲＤ和ＥＤＳ谱图。
Ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ２ ｅ，（。） （ａ）ＸＲＤ谱图
０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ｋｅＶ
（ｂ）ＥＤＳ谱图 图３ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的ＸＲＤ和ＥＤＳ谱图 Ｆｉｇ ３ ＸＲＤ ａｎｄ ＥＤＳ ｐａｔｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ
枷 姗 ２０１３年第３期 万宏启等：Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ黏结固体润滑涂层的成分分析及其与ＨＭ一１４００Ｃ涂层性能比较 ３ 从图（ａ）可以看出，Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的固体 润滑剂主要为聚四氟乙烯，并含有少量石墨。与 ＸＲＤ分析结果相同，Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的ＥＤＳ谱图 中只有ｃ和Ｆ ２种元素，其原子百分比为６９．２７： ３Ｏ．７３，碳原子百分含量偏高，这是由于ＥＤＳ谱图中 的碳还包含了树脂中的有机碳。少量石墨的添加，可 以提高聚四氟乙烯的承载能力，利用石墨和聚四氟乙 烯之间的协同效应，延长涂层的耐磨寿命。
２．２涂层的理化性能 表１给出了ＨＭ一１４００Ｃ涂层和Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层 的多项理化性能检测结果。可以看出，ＨＭ．１４００Ｃ涂 层和Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层在相同的实验条件下，其理 化性能相当，均能满足黏结固体润滑涂层基本理化性 能的要求。
表１ ＨＭ．１４００Ｃ涂层和Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层的理化性能 Ｔａｂｌｅ １ Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＨＭ一１４００Ｃ ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ ｃｏａｔｉｎｇ
注：１）介质为丙酮、１２０ 汽油、ＲＰ．３航空煤油。 ２．３ 涂层的摩擦学性能 在不同实验载荷下的摩擦因数随时间的变化曲线。 图４示出了ＨＭ一１４００Ｃ涂层和Ｆｌｕｏｒｉｍｉｄ ２ＢＬ涂层
