G95Cr18鋼表面固體薄膜沖擊-滑動(dòng)摩擦特性研究.pdf

1、現(xiàn)今重載、高速、高頻振動(dòng)、高低溫交變的極限工況在航空航天領(lǐng)域、國(guó)防領(lǐng)域、核工業(yè)領(lǐng)域等應(yīng)用的越來越頻繁，出現(xiàn)在密封、軸承中的沖擊-滑動(dòng)磨損問題日益嚴(yán)重。為了提高不同工況下軸承的使用壽命和可靠性，在軸承鋼表面磁控濺射DLC固體膜與MoS2固體膜作為一種軸承表面的改性技術(shù)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。為了考察軸承鋼表面固體膜在航空航天的極限工況下的服役行為，很有必要對(duì)其沖擊-滑動(dòng)摩擦特性進(jìn)行研究。本文利用試驗(yàn)、檢測(cè)和理論分析等方法探究了G

2、95Cr18鋼表面固體膜的沖擊-滑動(dòng)摩擦特性。
　　首先設(shè)計(jì)改進(jìn)了大氣下沖擊-滑動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)，采用環(huán)-塊摩擦配副，并完成了傳感檢測(cè)系統(tǒng)的搭建。借用高速攝像機(jī)拍攝沖擊-滑動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的沖擊過程，探究了整個(gè)沖擊過程中沖擊試件與被沖擊試件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。分析了整個(gè)沖擊接觸過程中沖擊能量的吸收規(guī)律。被沖擊試件受到?jīng)_擊試件動(dòng)能作用產(chǎn)生瞬時(shí)變形，瞬時(shí)變形恢復(fù)后，在持續(xù)力的作用下產(chǎn)生整體變形。
　　對(duì)G95Cr18鋼表面磁控濺射DLC膜和MoS2

3、膜在大氣下的沖擊-滑動(dòng)摩擦磨損特性展開實(shí)驗(yàn)研究。通過對(duì)DLC膜和MoS2膜的納米劃痕、截面形貌的分析，得到了其表面納米硬度、彈性模量、膜厚等固有力學(xué)性能。通過能譜儀、掃描電鏡等檢測(cè)手段，分析了DLC膜和MoS2膜在不同工況下的磨損形式，探究了表面固體薄膜的磨損機(jī)理。
　　為了探究DLC膜和MoS2膜在真空環(huán)境下的沖擊-滑動(dòng)摩擦特性，在實(shí)驗(yàn)室熱真空系統(tǒng)中設(shè)計(jì)研制了真空下的沖擊-滑動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)。采用環(huán)-塊面接觸摩擦副為對(duì)象模擬機(jī)構(gòu)中的

4、沖擊-滑動(dòng)作用。試驗(yàn)機(jī)沖擊力、沖擊頻率可調(diào)，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出，所有參量自動(dòng)顯示、存儲(chǔ)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。對(duì)DLC膜與MoS2膜分別進(jìn)行了真空環(huán)境下的不同沖擊力下的沖擊-滑動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn)。探究了表面固體薄膜在真空環(huán)境下的沖擊-滑動(dòng)磨損機(jī)理。
　　最后，為了研究沖擊-滑動(dòng)作用下膜基結(jié)合界面的力學(xué)特性變化，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)Σ粮苯Y(jié)構(gòu)，通過位勢(shì)理論鏡像法采用復(fù)變函數(shù)建立膜基系統(tǒng)界面力學(xué)分析模型。通過編寫程序選取相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到了G95C