寬溫帶自潤(rùn)滑鎳基材料的制備及摩擦學(xué)行為研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展，迫切需要發(fā)展新一代耐高溫抗磨材料和高溫潤(rùn)滑劑，因此研究從室溫到1000℃都具有良好潤(rùn)滑性能的固體潤(rùn)滑材料是摩擦學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文利用粉末冶金方法制備了添加固體潤(rùn)滑劑石墨、二硫化鉬及其兩者混合物的鎳基自潤(rùn)滑復(fù)合材料，通過(guò)XRD和SEM分析了其金相組織，用MG2000高溫摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試了高溫摩擦學(xué)性能，測(cè)試了材料的力學(xué)性能，研究了石墨、二硫化鉬、合金化元素以及激光表面處理對(duì)材料力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能的影響，探討

2、了其潤(rùn)滑及磨損機(jī)理。 研究結(jié)果表明：加入石墨和二硫化鉬，分別在基體中引入了碳化物和硫化物，顯著提高了材料的高溫摩擦學(xué)性能，但損害了力學(xué)性能；添加合金元素鋁鈦提高了材料的硬度和抗彎強(qiáng)度值，其中硬度由原來(lái)的HB202提高到HB500，抗彎強(qiáng)度提高了10％；石墨的最佳添加量為9wt％～12wt％，石墨添加量為9wt％的復(fù)合材料，室溫～600℃摩擦系數(shù)為0.22～0.46，比未添加潤(rùn)滑劑的合金降低了50％，磨損率為2.5～5.8×10<

3、'-14>?m<'3>?／（N·m），比未添加的降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)；二硫化鉬最佳添加量為6wt％～12wt％，添加12wt％MoS<,2>?的復(fù)合材料獲得力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能雙方面的改善，高溫高載條件下顯示出良好的潤(rùn)滑效果，室溫～600℃時(shí)摩擦系數(shù)為0.2～0.3，磨損率為10<'-14>?m<'3>?·N<'-1>?·m<'-1>?數(shù)量級(jí)。在鎳鐵基合金中同時(shí)添加石墨和二硫化鉬達(dá)到協(xié)同減摩的目的，與氮化硅配副時(shí)，室溫～600℃摩擦系數(shù)低于

4、0.3，磨損率為1.0～3.5×10<'-15>?m<'3>?／（N·m）之間。在鎳鐵基自潤(rùn)滑材料表面經(jīng)過(guò)激光圖案化處理并涂抹二硫化鉬粉末潤(rùn)滑，其穩(wěn)態(tài)摩擦系數(shù)小于0.1，油潤(rùn)滑摩擦系數(shù)0.02～0.05之間，研究發(fā)現(xiàn)激光刻蝕微孔儲(chǔ)存固體潤(rùn)滑劑，并收集硬質(zhì)磨粒，減少對(duì)潤(rùn)滑膜的損傷，降低摩擦系數(shù)。 中低溫段石墨或硫化物發(fā)揮潤(rùn)滑作用，高溫段硫化物和自生氧化物發(fā)揮潤(rùn)滑作用。高溫由于硫化物的熔融或變軟，以及硬質(zhì)氧化物的形成，磨損機(jī)制以磨粒