耐磨自润滑协和涂层的制备和性能研究

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1、耐磨自润滑协和涂层的制备和性能研究王玮(材料学)王引真教授中文摘要为减少机械滑动零件的磨损，试验设计了两类自润滑复合喷涂粉末：Ni60+MoS2(3wt％、6wto／o、9wt％)、Ni包MoS2+石墨(3wt％、6wt％、9wt％)，设计了三种涂层结构：单层涂层、双层涂层和具有不同应力调节层厚度的三层涂层，并采用超音速火焰喷涂技术制备了涂层。对涂层组织和性能的研究发现：当采用Ni包MoS2作工作层时，双层涂层具有最佳的综合性能，虽然三层涂层具有最小的摩擦系数和磨损率，但其抗拉结合强度最低。在三层涂

2、层中，厚的应力调节层有利于涂层的耐磨性，却降低了涂层的结合强度。在两类自润滑复合粉末喷涂涂层中，涂层的显微硬度、结合强度和滑动摩擦系数均随自润滑剂含量的增加而下降；当Ni60-MoS2涂层中MoS2含量超过6wt％后，摩擦系数趋于平稳，磨损率增大；在Ni包MoS2一石墨涂层中，当石墨含量为3wt％时，由于MoS2和石墨的协调作用使涂层具有更好的自润滑性，并且石墨的加入还使涂层的孔隙率增加，少量的孔洞可提高涂层的耐磨性。对Ni包MoS2涂层、Ni包c涂层和Ni60+9wt％MoS2涂层的滑动磨损失效过

3、程分析认为：三种涂层滑动磨损失效机制相似，磨损开始阶段和自润滑膜破损的时候，都有不同程度的磨粒磨损和粘着磨损发生，在磨损中后期主要是疲劳磨损。但三种涂层疲劳裂纹的形成和扩展方式不同，Ni包MoS2和Ni包c涂层的裂纹在表面和亚表面同时产生，沿平行涂层表面或与涂层表面成一定角度方向扩展并能到达涂层内部较深的层次，涂层剥落台阶较深；Ni60+9w't％MoS2涂层疲劳裂纹仅出现在涂层的磨损表面，裂纹先沿与表面成一定角度方向扩展到达很浅的层次后，再沿平行于涂层表面方向扩展，涂层成薄片状剥落。关键词：超音速

4、火焰喷涂，自润滑，孔隙率，结合强度．涂层i{StudyonPerformanceandPreparationoftheWear-resisitingandSelf-lubricationCoatingsWANGWei(MaterialScience)DirectedbyProfessorWANGYin—zhenAbstractInordertoresisttheattritionofthemechanicalparts，twokindsofself-lubricationcompoundpowder

5、areapplied：Ni60+MoS2Owt％，6wt％，9wt％)，NiwrapsMoS2+graphite(3wt％，6wt％，9wt％)．Andthreekindsofcoatingstructuresaredesigned：singlelayercoating，twolayerscoatingandthreelayerscoating，threelayerscoating’sstressadjustablelayerhavethedifferentthickness．Thecoatings

6、arepreparedbyHighVelocityOxy-fuel．Theanalysisoftheperformanceandpreparationresultsshowthat，WhenmakeNiwrapsMoS2tobetheworklayer,thetwolayerscoatinghasthebestperformance，althoughthreelayerscoatinghavethesmallestfrictioncoefficientandtherateofwear,butitsb

7、ondstrengthtobelowest．Tothreelayerscoating，thethickerstressadjustablelayerisadvantageoustothewear-resisiting，butdecreasethebondstrength．Themicrohardness，thebondstrengthandtheslidingfrictioncoefficientbutdropalongwiththelubricantcontentincreasetotheself

8、-lubricationscompoundcoatings．ThecontentofMoS2beyondto6wt％intheNi60-MoS2coating,thefrictioncoefficienttendstosteadily,buttherateofwearincreases．TheNiwrapsMoS2·graphitecoatingofthe3wt％graphitehavebetterselflubrication,becauseMoSzandgraph