滑動(dòng)軸承摩擦副微織構(gòu)表面自潤(rùn)滑技術(shù)及性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)軸承在特殊工況下仍能正常工作的要求越來越高，液體潤(rùn)滑已經(jīng)難以充分發(fā)揮潤(rùn)滑作用。微織構(gòu)自潤(rùn)滑技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為滑動(dòng)摩擦副在惡劣環(huán)境下的一種有效自潤(rùn)滑途徑。本文系統(tǒng)開展了激光微織構(gòu)自潤(rùn)滑表面及其在液體介質(zhì)中的滑動(dòng)摩擦性能及機(jī)理研究。
　　首先，利用激光表面微織構(gòu)技術(shù)在GCr15軸承鋼表面進(jìn)行了微織構(gòu)工藝試驗(yàn)，考察了激光頭距試樣表面距離、脈沖重復(fù)次數(shù)、單脈沖能量對(duì)GCr15軸承鋼表面微凹坑形貌參數(shù)的影響；選

2、擇適當(dāng)?shù)募す饧庸?shù)對(duì)不同涂層表面進(jìn)行微織構(gòu)加工，考察了幾種單一涂層材料和復(fù)合涂層材料對(duì)激光表面蝕除凹坑體積和凹坑周邊熔渣體積的影響，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，探究了混合涂層的最佳配方。其次，在GCr15軸承鋼表面進(jìn)行織構(gòu)化加工，對(duì)不同的填充方案進(jìn)行了比較，在此基礎(chǔ)上，選用較優(yōu)的―保溫保壓固化法‖填充方案分別填充不同的固體潤(rùn)滑劑，并研究了GCr15軸承鋼在填充不同潤(rùn)滑劑下的摩擦性能，并在此基礎(chǔ)上，選擇具有較優(yōu)滑動(dòng)摩擦特性的固體潤(rùn)滑劑來設(shè)

3、計(jì)正交試驗(yàn)，研究最優(yōu)化的復(fù)合潤(rùn)滑劑配方。再次，以環(huán)-環(huán)面接觸滑動(dòng)摩擦副為試驗(yàn)?zāi)Σ粮边M(jìn)行了微織構(gòu)自潤(rùn)滑表面滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)，分別考察了表面潤(rùn)滑處理方式、織構(gòu)密度、工況對(duì)其摩擦性能的影響。最后，為了進(jìn)一步研究微織構(gòu)表面自潤(rùn)滑性能，本文還結(jié)合液體潤(rùn)滑，研究了在液體介質(zhì)中表面潤(rùn)滑處理方式及工況對(duì)微織構(gòu)自潤(rùn)滑表面滑動(dòng)摩擦性能的影響，并對(duì)比研究了不同潤(rùn)滑處理在不同工況下對(duì)滑動(dòng)表面摩擦性能的影響，并得到了以下結(jié)論：
　?。?）當(dāng)激光頭距試樣表面

4、距離為1.5 mm時(shí)，可以獲得較好的加工形貌；隨著脈沖次數(shù)的增加，微凹坑深度和直徑分別呈增大和先緩慢增大后緩慢減小的變化趨勢(shì)；微凹坑直徑和深度均隨單脈沖能量的增大而增大，且其增加幅度均不斷減小。
　?。?）相比無涂層試樣，綠料和水玻璃涂料可以顯著提高試樣表面對(duì)激光的吸收率，且加工表面質(zhì)量得到提高，其中，綠料性能最佳，蝕除凹坑體積增加了29.4％，凹坑邊緣熔渣體積減少了43%；水玻璃/綠料（C-8）復(fù)合涂層相比單一水玻璃（C-2）和

5、綠料（C-3）涂層可以更好地提高激光表面微織構(gòu)加工效率，其效果高于單一C-2和C-3涂層之和，而且并不影響激光微織構(gòu)加工表面質(zhì)量；由正交試驗(yàn)可得，綠料含量17%、粘結(jié)劑含量18%的涂料為最優(yōu)的涂料配方，噴涂時(shí)，涂層厚度控制在0.1 mm左右。
　?。?）分別采用不同填充方案將固體潤(rùn)滑劑填充至試樣表面微織構(gòu)中，從單個(gè)微凹坑填充率、整個(gè)表面有效填充率以及表面滑動(dòng)摩擦特性等多個(gè)方面對(duì)不同填充方案進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：“保溫保壓固化法”

6、填充方案綜合性能明顯優(yōu)于“模具熱壓固化法”；
　?。?）納米固體潤(rùn)滑劑相比微米潤(rùn)滑劑具有更好的滑動(dòng)摩擦性能；復(fù)合潤(rùn)滑劑的最優(yōu)配方為Gr：MoS2：PI：CNTs=4:1:0.5:0.4，其中，各因素對(duì)摩擦系數(shù)影響的主次順序?yàn)椋篊NTs＞Gr＞PI＞MoS2。
　　（5）微織構(gòu)自潤(rùn)滑技術(shù)可以大幅改善光滑表面的摩擦磨損性能；試樣表面摩擦系數(shù)和摩擦副磨損率均隨織構(gòu)密度的增加而先減小后增大，最佳織構(gòu)密度為33.2%~41.7%；摩擦