耐磨復(fù)合磷化及粘接固體潤滑膜的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的機(jī)械潤滑的方法是油潤滑，脂潤滑。但是，在高溫、高壓、高速等一些特殊工況下，油、脂潤滑受到限制，因此發(fā)展了固體潤滑技術(shù)。石墨和二硫化鉬是常用的固體潤滑劑。固體潤滑膜的制備方法很多，其中粘接固體潤滑膜方法最為簡單，因此應(yīng)用最廣。但是粘接固體潤滑膜與基體的結(jié)合力較差，為提高其與基體的結(jié)合力，本研究在石墨—二硫化鉬系固體潤滑劑中添加納米鈦酸鉀晶須以提高其與基體的結(jié)合強(qiáng)度，此外，還在粘接固體潤滑膜前對金屬基體進(jìn)行耐磨磷化處理，二者協(xié)同作用，

2、使粘接固體潤滑膜與基體的結(jié)合力提高，延長了其耐磨壽命。 ⑴耐磨復(fù)合磷化膜本身就可以作為一種固體潤滑膜獨立使用。按磷化的成膜機(jī)理，設(shè)計了耐磨復(fù)合磷化液配方。研究了磷化液主要成分含量、溫度、時間、酸比等工藝參數(shù)對磷化成膜的影響。并研究了復(fù)合磷化膜的耐磨性。結(jié)果表明：最佳磷化工藝為：Zn(NO3)220g/L、馬日夫鹽60g/L、Mn(NO3)215g/L、Ni(NO3)22g/L、Ca(NO3)22g/L、酒石酸1g/L，少量添加劑

3、。溫度60～70℃，時間10～15min。復(fù)合磷化膜為深灰黑色，細(xì)密針狀結(jié)晶，孔隙分布均勻。磷化前的表面調(diào)整能提高磷化質(zhì)量。復(fù)合磷化膜能有效降低摩擦副表面的摩擦因數(shù)，從原來的0.8降到0.3，提高了耐磨性。磷化膜與基體的結(jié)合力約為47.47N。 ⑵石墨含量為80％的石墨—二硫化鉬系固體潤滑涂層由于石墨和二硫化鉬的協(xié)同效應(yīng)本身就具有優(yōu)異的潤滑性能。但是如果要使固體潤滑膜在接觸壓力大溫度高的情況下長久使用，還需增強(qiáng)其與基體的結(jié)合強(qiáng)度

4、。根據(jù)以往試驗在固體潤滑膜中加入石棉纖維可以提高其耐磨壽命和強(qiáng)度。但石棉纖維混在摩擦粉中，對于人體和環(huán)境有害。因此需要尋找更合適的添加材料。鈦酸鉀晶須是一種易制備且價格低廉的纖維材料。把其加入尼龍或聚酯材料中可顯著提高其強(qiáng)度和熱變形溫度?？梢栽O(shè)想在固體潤滑劑中可能發(fā)揮同樣作用，因此在本研究中把少量的鈦酸鉀晶須加入石墨—二硫化鉬系粘結(jié)固體潤滑膜中。試驗結(jié)果表明鈦酸鉀晶須的加入提高了固體潤滑膜在基體表面的附著強(qiáng)度，增強(qiáng)固體潤滑膜的強(qiáng)度，從而

5、使其摩擦系數(shù)減小，耐磨壽命顯著提高。未添加鈦酸鉀晶須試樣的磨損表面較粗糙，磨痕較深，添加鈦酸鉀晶須試樣的磨損表面較光滑，磨痕較淺。粘接固體潤滑膜與基體的結(jié)合力約為5.32N。 ⑶磷化作為粘接固體潤滑膜的前處理對于提高固體潤滑性能有明顯作用。經(jīng)過磷化處理后再噴涂固體潤滑劑，摩擦系數(shù)較為平穩(wěn)，持久性好。這是由于，磷化膜是一種針孔性膜，均勻分布的孔隙，吸附了固體潤滑顆粒，有效增大了噴涂固體潤滑涂層和基體的接觸面積，增大了涂層和基體的結(jié)