9Cr18鋼表面薄膜承載特性及與潤(rùn)滑脂復(fù)合效應(yīng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)航天事業(yè)的不斷發(fā)展，空間機(jī)械軸承的工況條件越來(lái)越苛刻，對(duì)軸承潤(rùn)滑的可靠性和壽命提出了更高的要求。近年來(lái)表面技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于精密軸承。實(shí)踐表明，表面改性能夠延長(zhǎng)軸承壽命降低摩擦力矩。目前比較常用的軸承表面的改性技術(shù)有離子注入、物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理化學(xué)氣相沉積(PCVD)和激光表面強(qiáng)化等方法。近年來(lái)除了表面改性技術(shù)在軸承上的應(yīng)用外，更多的學(xué)者開始把表面改性和液體潤(rùn)滑劑（潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂）復(fù)合使用。為

2、了保證在航空航天苛刻環(huán)境下表面薄膜與潤(rùn)滑劑復(fù)合潤(rùn)滑時(shí)發(fā)揮作用，有必要對(duì)他們復(fù)合潤(rùn)滑時(shí)的摩擦磨損特性展開研究。
　　本文運(yùn)用試驗(yàn)、檢測(cè)、理論分析等手段，對(duì)9Cr18鋼表面氮離子注入、磁控濺射鍍DLC膜和MoS2膜三種常用的軸承表面薄膜及與潤(rùn)滑脂復(fù)合潤(rùn)滑時(shí)在不同工況下的摩擦磨損特性進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)而分析9Cr18鋼表面薄膜的減摩抗磨特性。從而為9Cr18鋼表面薄膜及與潤(rùn)滑脂復(fù)合潤(rùn)滑的應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。
　　表面薄膜的摩擦磨損性能與薄

3、膜固有的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān)。首先對(duì)9Cr18鋼表面薄膜的表面力學(xué)和成分展開研究。從材料學(xué)的角度，通過(guò)XPS分析改性層的元素濃度，通過(guò)掃描電鏡和能譜儀觀察改性層的元素分布和表面形貌，利用納米壓痕測(cè)量表面薄膜的硬度和彈性模量等表面薄膜固有的力學(xué)性能。為表面薄膜的摩擦磨損特性分析提供依據(jù)。
　　表面薄膜的摩擦磨損性能除了與表面薄膜的表面力學(xué)性能和成分有關(guān)外，還與表面薄膜和基體的結(jié)合強(qiáng)度有關(guān)。本文利用納米劃痕方法，對(duì)同時(shí)受法向載荷和切向力作用

4、的9Cr18表面鍍DLC膜和MoS2膜的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行研究。同時(shí)結(jié)合劃痕形成過(guò)程和恢復(fù)程度分析固體膜失效形式，從而為固體膜的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　論文重點(diǎn)對(duì)9Cr18表面薄膜及在脂潤(rùn)滑條件下的摩擦磨損特性展開研究。通過(guò)球-盤摩擦試驗(yàn)，分析9Cr18鋼盤表面進(jìn)行氮離子注入、鍍DLC膜、鍍MoS2膜及其與潤(rùn)滑脂復(fù)合潤(rùn)滑時(shí)，在不同線速度、不同載荷及不同周圍環(huán)境(真空/大氣)下的摩擦磨損特性。通過(guò)掃描電鏡、能譜儀等的檢測(cè)手段，分析表面