軟金屬系列潤(rùn)滑添加劑形成自修復(fù)涂層的研究.pdf

1、磨損是導(dǎo)致表面損壞、零件失效和材料損耗的主要原因。摩擦過(guò)程造成功率損失、浪費(fèi)大量的能源。潤(rùn)滑是減小摩擦、降低磨損的主要措施。傳統(tǒng)的潤(rùn)滑添加劑只能減緩磨損隨行程延長(zhǎng)而累積的增加量或尺寸逐步減小的速率，它們對(duì)摩擦副只有耐磨功能，而不能產(chǎn)生負(fù)磨損，不具備在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生對(duì)磨損表面進(jìn)行自修復(fù)的能力，因此也就不可能產(chǎn)生零磨損和自修復(fù)效應(yīng)。
　　 本論文采用活化技術(shù)，在半流體脂中加入微米級(jí)添加劑（錫粉、鋅粉和銦粉），研制了工藝簡(jiǎn)單、能修復(fù)一

2、定程度的磨損表面，特別是較嚴(yán)重磨損表面的錫鋅和錫鋅銦新型潤(rùn)滑劑。并基于鋼/鋼、鋼/銅摩擦副，在改進(jìn)的MS-800型四球試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了大量的磨損修復(fù)試驗(yàn)。通過(guò)改變載荷、轉(zhuǎn)速、添加劑含量等可以影響修復(fù)效果和摩擦學(xué)特性的試驗(yàn)參數(shù)，考察了其自修復(fù)性能和摩擦學(xué)特性。利用XPS和SEM等現(xiàn)代微觀分析手段對(duì)自修復(fù)涂層的厚度、成分和百分比含量進(jìn)行了分析，探討了軟金屬半流體脂的修復(fù)及減摩抗磨作用機(jī)理。同時(shí)還借助拉伸、彎曲、淬冷、劃痕等測(cè)試手段考察了自修復(fù)

3、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。用納米壓痕法測(cè)試了修復(fù)涂層和基體的彈性模量等微觀力學(xué)性能，最后通過(guò)ANSYS有限元軟件分析了形成自修復(fù)涂層前后應(yīng)力的變化。得出了以下主要結(jié)論：
　　 采用活化技術(shù)，研制出了在鋼/鋼摩擦副和鋼/銅摩擦副中均具有優(yōu)異磨損自修復(fù)功能的Sn-Zn和Sn-Zn-In兩種潤(rùn)滑添加劑，該添加劑加入半流體脂中具有較好的穩(wěn)定性。SEM顯示，Sn-Zn潤(rùn)滑劑在鋼試樣表面摩擦生成了20μm厚的自修復(fù)涂層，Sn-Zn-In潤(rùn)滑劑在

4、銅試樣表面摩擦生成了20～25μm厚的修復(fù)涂層，涂層與基體均結(jié)合良好。試驗(yàn)結(jié)果還證明了活化技術(shù)對(duì)自修復(fù)的質(zhì)量具有重要影響。XPS分析表明，自修復(fù)涂層中含有軟金屬元素(Sn元素、Zn元素和In元素)，其中Sn元素以單質(zhì)Sn和SnO2的形式存在，Zn元素以ZnO的形式存在，In元素以In2O3的形式存在，試驗(yàn)結(jié)果表明，自修復(fù)涂層具有優(yōu)良的減摩抗磨性能。
　　 通過(guò)ANSYS有限元軟件分析表明，修復(fù)后的Sn-Zn和Sn-Zn-In涂層