织构化表面自润滑涂层的制备与摩擦性能研究.docx

摘 要：为了提高钢材在常温、高温下的摩擦磨损性能，延长磨损寿命，经常采用固体润滑剂来降低摩擦系数，减少磨损的润滑。但不是表面粗糙度越高，摩擦磨损性能越好。因此本课题通过实验了解粗糙度对常用材料摩擦磨损性能的影响，确定其润滑性能最佳的粗糙度。在镀镍、镀银的圆盘表面，使用激光打孔技术获得织构密度分别为4%、6%、13%，再使用磁控溅射的方法在基体表面沉积一层Ag-MoS2膜来提高基体各方面的属性，通过测试不同温度下涂层的摩擦系数，来验证不同密度织构化对摩擦性能的影响，测试温度在室温下、200℃、600℃的摩擦性能和磨损率。结果表明，摩擦磨损性能的顺序为：Ag-MoS2复合镀层、镀银、镀镍。其中，小孔深度大约为80m，涂层宽度为200m，存在少量的热影响区凸起，这有益于后面涂层润滑组元的沉积。600℃摩擦面微观形貌，摩擦表面整体较光滑，没出现明显的犁沟和裂纹，由于涂层处于高温，银提供一定的润滑，其织构化的表面磨痕都较好，摩擦系数也较低，6％织构密度时磨损率最低，这种涂层在长期工作中起到一定的作用，减少摩擦系数，避免材料浪费。

关键词：涂层制备；Ag-MoS2复合镀层；磁控溅射；固体润滑

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1摩擦学概述-1

1.2润滑涂层的发展与研究-1

1.3固体润滑剂概述-2

1.3.1层状固体润滑剂-2

1.3.2氧化物润滑剂-2

1.3.3复合固体润滑剂-2

1.4固体润滑涂层的制备工艺-2

1.5激光表面微造型-2

1.6研究的问题和解决手段-3

第二章  试验仪器和试验方法-4

2.1主要试验仪器-4

2.2试验材料的准备-4

2.3复合涂层的制备-4

2.3.1镍层的制备-4

2.3.2涂层织构化处理-4

2.3.3 Ag-MoS2复合涂层的制备-5

2.4检测方法-5

2.4.1形貌表征-5

2.4.2物相表征-5

2.4.3成分分析-5

第三章  实验数据与结果分析-6

3.1镀层表征-6

3.1.1 Ag-MoS2复合涂层XRD图谱分析-6

3.1.2 Ag-MoS2复合涂层表面形貌分析-6

3.1.3 Ag-MoS2 复合涂层截面形貌及能谱分析-7

3.2摩擦磨损性能分析-10

3.2.1纯银和Ag-MoS2镀层摩擦磨损性能-10

3.2.2不同织构密度的Ag-MoS2镀层摩擦磨损性能-11

3.2.3摩擦系数和磨损率的对比-12

3.3镀层表面磨痕形貌分析-13

3.3.1不同温度下纯银镀层表面磨痕形貌分析-13

3.3.2不同温度下织构化镀层表面磨痕形貌分析-15

3.3.3织构与未织构表面的磨痕分析-16

3.4磨痕的三维形貌图-16

3.4.1 Ag-MoS2镀层不同温度下磨痕的三维形貌-17

3.4.2纯银镀层不同温度下磨痕的三维形貌-18

3.4.3织构化处理后的磨痕的三维形貌-19

3.5摩擦磨损与硬度的关系-21

第四章  总结-23

结束语-23

致谢-24

参考文献-25