兩種固體潤滑涂層轉動微動摩擦學特性研究.pdf

1、轉動微動是指在交變載荷下接觸副發(fā)生微幅轉動的相對運動。轉動微動現(xiàn)象大量存在于機械裝備和器械中，例如各種球窩接頭配合面、機車車輛的輪軸和各種軛軸機構的緊配合面、人體植入器械中的髖關節(jié)和膝關節(jié)杵臼狀配合面等，其損失大大縮短了零部件的使用壽命。固體潤滑涂層作為抗微動損傷的主要防護措施之一，已在工程領域得到了廣泛應用，但目前對固體潤滑涂層轉動微動摩擦學特性和損傷機理的研究未見報道。
　　 本文在新型轉動微動試驗裝置上，采用球/平面接觸模

2、式，在不同法向載荷和轉動角位移幅值條件下，對兩種固體潤滑涂層(黏結MoS2涂層和離子滲硫?qū)?和基體材料(LZ50車軸鋼)進行了轉動微動摩擦磨損試驗。在動力學分析基礎上，利用光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子能譜(EDX)、表面輪廓儀等對磨痕進行微觀分析，系統(tǒng)研究了兩種固體潤滑涂層和基體的轉動微動運行行為和損傷機制，并建立了轉動微動損傷的物理模型。論文的主要結論如下：
　　 ⑴兩種固體潤滑涂層和基體的轉動微動摩擦學

3、特性強烈依賴于轉動角位移幅值和法向載荷，僅呈現(xiàn)部分滑移區(qū)和滑移區(qū)兩個區(qū)域，均未見混合區(qū)。同時，MoS2涂層改變了基體的微動運行區(qū)域，使得滑移區(qū)向小角位移方向移動，而離子滲硫?qū)硬⑽锤淖兓w的運行區(qū)域。
　　 ⑵兩種固體潤滑涂層的摩擦系數(shù)與基體相比較，發(fā)現(xiàn)MoS2涂層在整個微動運行區(qū)域均表現(xiàn)出良好的減摩作用；而離子滲硫?qū)觾H在部分滑移區(qū)以及滑移區(qū)的跑合階段起到減摩作用，之后因離子滲硫?qū)釉馐芷茐?，離子滲硫?qū)拥哪Σ料禂?shù)表現(xiàn)為與基體的摩擦系

4、數(shù)一致。
　　 ⑶兩種固體潤滑涂層和基體在部分滑移區(qū)的均損傷輕微；在滑移區(qū)，離子滲硫?qū)雍突w的磨損機制主要表現(xiàn)為剝層、磨粒磨損和氧化磨損，而MoS2涂層的磨損機制主要表現(xiàn)為剝層、摩擦氧化和磨粒磨損；兩種固體潤滑涂層和基體在滑移區(qū)的“隆起”特征是由于材料表層塑性流動累積在接觸區(qū)堆積結果，其出現(xiàn)和存在時間的長短與微動參數(shù)有關。
　　 ⑷離子滲硫?qū)优c潤滑油構成復合潤滑，較大程度的改變了基體的轉動微動運行區(qū)域，表現(xiàn)出極佳的減摩潤