等離子噴涂鎳基合金涂層汽車(chē)齒輪軸的摩擦學(xué)機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、為保證汽車(chē)安全性和可靠性，在易失效的汽車(chē)齒輪軸表面等離子噴涂具有較高顯微硬度和耐磨性的合金Ni60并滲入Mo/TiB2、Co、Cr噴涂粉形成耐磨涂層；采用U36的均勻設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)；在熱處理的軸用材料低碳合金鋼20CrMoTi表面，運(yùn)用等離子噴涂技術(shù)制備涂層厚度分別為200μm、400μm、600μm的Ni60基 Mo、Co、Cr合金涂層，同樣在中碳合金鋼35CrMo表面制備涂層厚度分別為200μm、400μm、600μm的Ni6

2、0基TiB2、Co、Cr合金涂層；使用HV-1000普及型硬度計(jì)對(duì)涂層進(jìn)行顯微硬度測(cè)量；應(yīng)用 M-200磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)涂層表面進(jìn)行磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)條件：15＃機(jī)油潤(rùn)滑、加載F=10N、磨損時(shí)間T=100min(20min/次)、低速200rad/min；利用SEM和EDS對(duì)涂層剖面及磨損表面進(jìn)行組織形貌和元素分析；選用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行仿真、優(yōu)化、預(yù)測(cè)和分析，依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。
　　研究結(jié)果表明：Ni60基Mo/T

3、iB2、Co、Cr合金涂層在涂層厚度分別為200μm、400μm、600μm時(shí)，顯微硬度分別在716.2HV-1577HV/915HV-1497.3HV、857.8HV-1661.6HV/799.4HV-1322.9HV、688.1HV-1234HV/773.6HV-955.9HV內(nèi)，磨損量分別在0.0027g-0.0282g/0.0024g-0.0919g、0.0024g-0.0273g/0.0039g-0.0603g、0.0043g

4、-0.0571g/0.0043g-0.0571g內(nèi)；對(duì)比20CrMoTi/35CrMo2種基體的顯微硬度372HV/481HV和磨損量0.0226g/0.0358g，Ni60基Mo/TiB2、Co、Cr合金涂層顯微硬度分別是基體的1.9-4倍/1.9-3.1倍、2.3-4.4倍/1.6-2.1倍、1.8-3.3倍/1.6-1.9倍，耐磨性分別是基體的0.8-8倍/0.4-14倍、0.8-9倍/0.6-9倍、0.9-2.6倍/0.6-8倍

5、；Ni60基Mo/TiB2、Co、Cr合金涂層在涂層厚度為400μm/200μm時(shí)具有較好綜合性能；2種涂層都呈層狀結(jié)構(gòu)分布且與20CrMoTi/35CrMo結(jié)合良好，涂層的磨損機(jī)理都主要是粘著磨損、表面疲勞磨損及磨粒磨損；噴涂中形成的氧化物、碳化物和金屬鈍化物能有效的提高涂層的綜合性能。將驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論預(yù)測(cè)值對(duì)比：涂層厚度為400μm的 Ni60基 Mo、Co、Cr合金涂層的顯微硬度誤差在20％內(nèi)，磨損誤差在15%內(nèi)

6、；涂層厚度為200μm的Ni60基TiB2、Co、Cr合金涂層的顯微硬度誤差在11%內(nèi)，磨損誤差在12%內(nèi)；2種涂層的實(shí)際測(cè)量值和預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差均在允許范圍內(nèi)，因此可用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供 Ni60基合金涂層中元素配比與涂層顯微硬度和磨損量間關(guān)系的規(guī)律集，建立三元回歸方程，然后運(yùn)用回歸方程推選出具有實(shí)際需要的且綜合性能較好的Ni60基Mo/TiB2、Co、Cr合金涂層，這對(duì)于節(jié)能環(huán)保、提高汽車(chē)齒輪軸的壽命、保證行車(chē)安全具有非常重要的意義