等离子喷涂Ni60A/MoS2复合润滑涂层摩擦学特性的研究

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本文以45钢作为基体材料,NiCrAl合金粉末作为粘结层,Ni60A+La2O3作为预涂层,MoS2作为润滑相,采用等离子喷涂工艺制备出Ni60A/MoS2复合润滑涂层。采用UMT-2微观磨损试验机研究了复合涂层摩擦学性能,运用S-3000N电子扫描电子显微镜分析了复合涂层的磨损表面形貌和表层成分的变化,并对涂层的磨损机理进行了探讨。研究结果表明:(1)随着载荷的增加磨损量明显增大,当载荷由80N变化到120N时,载荷对磨损的影响较为显著,120N时的磨损量大约为80N时的1.7倍。当载荷继续增加时,磨损量增长较缓慢。(2)材料的磨损量在侧向移动速度为4mm/sec时最大,其值达到1.5×10-2mg。当侧向移动速度减小至2mm/sec时,磨损量先趋于下降,而后呈上升趋势。当侧向移动速度为1mm/sec时,材料的磨损量最小,其值为0.7×10-2mg。微观组织实验结果表明:(1)复合涂层在摩擦过程中,表层发生了较大的变化,主要表现在:出现微裂纹以及局部位置产生犁沟、表层元素转移。(2)随着载荷的增加,磨损面上接触力会增大,从而使材料的磨损从塑性变形逐渐过度到微裂纹、裂纹的扩展和材料表面的剥落,直至材料的失效。(3)随着侧向移动速度的增加,复合涂层磨损表面呈现不规则断裂现象。当侧向移动速度达到3mm/sec时涂层发生了严重的表面断裂。(4)MoS2的引入能有效降低涂层的摩擦系数和提高耐磨性;未添加MoS2的涂层的主要磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损;添加MoS2的涂层的主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。
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