TiAl基自潤滑關(guān)節(jié)軸承制備及摩擦磨損機(jī)理研究.pdf

1、隨著航空航天和汽車行業(yè)快速發(fā)展，對關(guān)節(jié)軸承在高溫、重載等復(fù)雜使役環(huán)境下的安全使用提出更高的要求。亟需制備能夠在復(fù)雜使役環(huán)境下使用具有自潤滑特性的固體自潤滑復(fù)合材料以解決關(guān)節(jié)軸承的磨損失效。TiAl基合金具有比重輕、強(qiáng)度高，在高溫時(shí)仍可保持足夠高的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)具有良好的抗蠕變和極高的抗氧化性，是理想的基體材料。CaF2和 BaF2從500℃開始具有潤滑性，且高溫抗氧化性極高，可以使用到900℃而不會(huì)因氧化失效。62％BaF2-38%C

2、aF2共晶體具有更低的熔點(diǎn)和剪切力，因此比單種使用CaF2或BaF2的潤滑性能更好。
　　本課題以 Ti44Al2Cr8Nb3V0.5B0.5Al2O3合金粉末為基體材料，添加固體潤滑劑62%BaF2-38%CaF2共晶體，采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備 TiAl基高溫自潤滑復(fù)合材料。采用掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析儀（EDS）觀察材料磨損前后微觀形貌的變化及分析其成分組成。研究62%BaF2-38%CaF2共晶體含量對TiAl基

3、自潤滑復(fù)合材料的摩擦磨損性能的影響以及室溫工況下對硬度、相對密度、抗拉強(qiáng)度、延伸率和沖擊韌性的影響。結(jié)果表明：隨著62%BaF2-38%CaF2質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，復(fù)合材料的相對密度、抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性、硬度以及延伸率均減小，摩擦因數(shù)逐漸降低，磨損率先降低后升高。當(dāng)62%BaF2-38%CaF2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%時(shí)TiAl基自潤滑復(fù)合材料的磨損率最低，摩擦因數(shù)較小，且力學(xué)性能較好，是一種理想新型自潤滑復(fù)合材料。原因是在滑動(dòng)摩擦過程中能夠在摩擦表

4、面形成一層較為完整的固體潤滑膜，固體潤滑膜的存在使其具有良好的抗磨減摩性能。
　　研究溫度對TiAl基自潤滑復(fù)合材料性能的影響。研究結(jié)果表明：TiAl基自潤滑復(fù)合材料摩擦因數(shù)和磨損率隨著溫度的升高逐漸降低，在溫度低于100℃時(shí)，復(fù)合材料的摩擦因數(shù)較大，原因是在溫度較低時(shí)固體潤滑劑62%BaF2-38%CaF2共晶體基本上沒起潤滑作用。
　　選用固體潤滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的 TiAl基自潤滑復(fù)合材料制備自潤滑推力關(guān)節(jié)軸承，通過