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文檔簡介
1、隨著滑動軸承等摩擦副在高溫、低速、重載等惡劣工況下的應用變得越來越廣泛,傳統(tǒng)的油、脂潤滑已難以滿足滑動摩擦副表面的潤滑需求,此時固體潤滑技術正逐步成為滑動摩擦副表面的一種重要自潤滑途徑。本文將表面微織構自潤滑技術應用于Cr4Mo4V高溫軸承鋼,并對滑動摩擦副微織構表面自潤滑性能及機理展開了系統(tǒng)性研究。
首先,以分形幾何理論為依據(jù),建立了一種微織構自潤滑表面分形接觸摩擦模型,推導了微織構自潤滑表面的法向接觸載荷、切向滑動摩擦力與
2、實際接觸面積的關系。
其次,利用光纖激光打標機對表面微織構工藝展開了試驗研究,研究了脈沖重復頻率、激光功率和持續(xù)時間對單個微凹坑形貌的影響,結(jié)果表明:微凹坑的直徑和深度都隨重復頻率的增大先增大后減小,隨激光功率和持續(xù)時間的增大先增大,然后增大趨勢逐漸放緩并最終趨于穩(wěn)定,且持續(xù)時間過長會影響微凹坑的內(nèi)表面質(zhì)量。采用兩種不同的填充方案在表面微凹坑織構中填入MoS2-PI復合固體潤滑劑,從填充后的單個微凹坑表面形貌圖與整體表面形貌圖
3、、單個微凹坑填充率、整個表面有效填充率、表面整體粗糙度參數(shù)以及表面滑動摩擦特性等多方面綜合對比了兩種填充方案的填充效果。結(jié)果表明:保壓熱壓固化填充法要比模具熱壓固化填充法具有更加優(yōu)越的填充效果。
再次,以環(huán)-盤面接觸滑動摩擦副為試驗摩擦副,以MoS2-PI為復合固體潤滑劑,分別研究了織構密度、環(huán)境溫度、轉(zhuǎn)速與載荷對微織構表面高溫自潤滑性能的影響。結(jié)果表明:微織構自潤滑技術能夠有效地改善表面的摩擦磨損性能,最佳織構密度為35%~
4、46%,且此時的摩擦系數(shù)為0.1左右;在環(huán)境溫度不高于300℃時,表面摩擦系數(shù)較小(約0.1),且高溫下的摩擦系數(shù)比常溫下的略低,而在400℃時,摩擦系數(shù)迅速增大至約0.4;在所有試驗溫度下摩擦系數(shù)均隨轉(zhuǎn)速的增加先減小后增大;在環(huán)境溫度為常溫和100℃時,摩擦系數(shù)隨著載荷的增大而減小,在環(huán)境溫度為200℃時摩擦系數(shù)隨著載荷的增大先減小后增大。
然后,研究了潤滑顆粒大小對微織構表面高溫自潤滑性能的影響,結(jié)果表明:填充含納米MoS
5、2的復合固體潤滑劑的微織構自潤滑表面的摩擦系數(shù)要比填充含相同比重普通MoS2的低35%左右。
最后,研究了碳納米管含量對微織構自潤滑表面高溫自潤滑性能的影響,結(jié)果表明:碳納米管含量為6wt%時表面具有最佳的摩擦磨損性能,其摩擦系數(shù)要比無碳納米管時的低37%左右。并以最優(yōu)潤滑配方研究了微織構納米復合自潤滑表面在不同環(huán)境溫度下的滑動摩擦性能,結(jié)果表明:添加6wt%碳納米管可將MoS2-PI復合固體潤滑劑的使用溫度從300℃提高到4
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