不同(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比的原位合成MoB/NiCr涂层的组织结构与性能

采用超音速火焰喷涂技术沉积含3种不同(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比（1:1,2:1和3:1）的Mo-B-Ni-Cr球磨复合粉末以原位反应制备获得MoB/NiCr涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析了MoB/NiCr涂层的组织结构和物相。同时讨论了不同(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比对涂层的组织结构、硬度、结合强度和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比为1：1的MoB/NiCr涂层孔隙率最低及涂层厚度最大。在3种涂层中均原位反应生成了Mo₂NiB₂三元硼化物,且随着(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比的增加,涂层中三元硼化物含量随之增加,涂层的硬度值增加,结合强度反而随之降低;由于涂层中三元硼化物的原位生成,MoB/NiCr涂层的硬度值均高于316L不锈钢基体。通过能谱和XRD分析发现,经过360 h熔融锌腐蚀试验后,涂层表层中没有发现锌元素及其金属间化合物,然而随着(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比的增加,涂层的孔隙率增加及厚度降低。最后,综合分析可得,相比其他涂层,(Mo+B)/(Ni+Cr)质量比为1:1的MoB/NiCr涂层具有更好的耐熔融锌腐蚀能力。     

微坑分布位置对复合润滑结构缸套摩擦磨损性能的影响规律

采用电火花加工方法在FeNi合金镀铁缸套试样表面的止点、中点、全程位置刻蚀微坑织构,采用球磨法对微坑填充固体润滑剂MoS_2以制备复合润滑结构缸套。采用对置往复式摩擦磨损试验机,研究微坑分布位置对复合润滑结构缸套摩擦磨损性能的影响规律。采用SEM和EDS研究配副的磨损形貌。结果表明:复合润滑结构缸套能提高承载性能、降低摩擦因数,但不一定都能提高缸套的磨损性能和抗拉缸性能。唯有微坑分布在止点的复合润滑结构缸套相比未处理缸套,表现出良好的减摩耐磨和抗拉缸性能,摩擦因数降低了4.97%~6.26%,对磨环磨损量减少了58.3%,拉缸时间延长了10倍。随着往复运动的进行,微坑中的MoS_2逐渐向缸套表面转移,改善了止点区域的润滑性能,良好保护了摩擦界面。     

陶瓷颗粒含量对Cr-Al_2O_3复合镀活塞环摩擦磨损性能的影响

为了研究陶瓷颗粒含量对Cr-Al_2O_3复合镀活塞环摩擦磨损性能的影响,采用镀铬活塞环和4种Al_2O_3陶瓷颗粒含量不同的Cr-Al_2O_3活塞环与CuNiCr合金铸铁缸套组成配对副,对其进行摩擦磨损试验,对比各配对副摩擦因数及磨损量。结果表明,镀铬活塞环-缸套配对副摩擦因数较大,约为其它4种含Al_2O_3陶瓷颗粒的Cr-Al_2O_3活塞环-缸套配对副的1.2倍,磨损也比其它4种配对副严重,摩擦副的表面均已经发生严重的粘着磨损现象;其它4种含陶瓷颗粒的Cr-Al_2O_3活塞环-缸套配对副的摩擦因数相近,缸套的磨损量也相近,活塞环的磨损量随着陶瓷含量的增加而先减小后增加。陶瓷颗粒的镶嵌提高了活塞环的耐磨性能,陶瓷含量过少,活塞环表面承载能力不足;陶瓷颗粒含量过多,陶瓷颗粒易脱落,这些都会增大活塞环的磨损量。     

表面硅颗粒整形对高硅铝合金缸套摩擦磨损性能的影响

研究了一种新型的高硅铝合金缸套表面处理技术,采用橡胶圈+金刚石颗粒的方式研磨缸套表面,这种表面硅颗粒整形技术可以使硅颗粒凸出表面并且边角圆化。整形处理缸套表面2 min,可制备出凸出高度约为1.2μm,边角轮廓自然圆化过渡的硅颗粒。摩擦磨损试验结果表明,相对于未整形,整形处理后的高硅铝合金缸套的摩擦因数可从0.14降低到0.12,降幅约为14%;磨损量从0.7 mg降低到0.2 mg,降幅约为71%。未整形的硅颗粒表面覆盖一层铝,或与缸套表面保持同一高度。当活塞环与缸套对磨时,铝作为软金属易发生塑性流变,被碾压覆盖到硅颗粒表面上,发生黏着磨损,所以摩擦因数及磨损量较大。而整形后的硅颗粒凸出缸套表面以承担载荷,加强了表面支承力,而且与铝基体共同形成的凹陷处储油,增大润滑效果,同时其边角圆化,避免了应力集中。所以整形技术可以有效地降低高硅铝合金缸套的摩擦因数及磨损量,改善摩擦磨损性能。     

铸铁缸套表面石墨含量对抗拉缸性能的影响

目的研究铸铁缸套表面石墨含量对抗拉缸性能的影响规律。方法基于贫油试验方法,对铸铁缸套表面石墨含量分别为0.18%、1.27%、2.13%、3.92%、4.66%、5.88%的铸铁缸套进行抗拉缸试验。试验过程记录抗拉缸时间,使用扫描电子显微镜(SEM)观察缸套的表面形貌并分析成分。结果铸铁缸套表面露出石墨,可以有效延长其抗拉缸时间。随着表面石墨含量的增加,抗拉缸时间呈现先增加后降低的趋势。当表面石墨含量达到4.66%时,抗拉缸时间为8 h,为表面无石墨缸套的9.6倍。结论铸铁缸套表面露出的石墨起到储油和固体润滑剂的作用,可以显著改善配对副的抗黏着性能;另一方面石墨作为软质相,含量过高时,缸套整体承载能力反而减弱,容易发生拉缸。     

激光光整对高硅铝合金缸套材料摩擦磨损性能的影响

切取高硅铝合金缸套试样,并对工作面进行激光光整,研究其对摩擦磨损性能的影响。结果表明,激光扫描速度为600 mm/min,离焦量2 mm,功率为1 000 W时硅颗粒最大凸出高度为1.243μm,与未处理试样相比,摩擦因数从0.141降到0.113,降幅达19.9%,磨损量从0.7 mg降到0.2 mg,降幅达71.4%;激光光整使高硅铝合金缸套工作面上的硅颗粒凸出且边角圆化,硅颗粒的凸出,避免了铝基体与活塞环的直接接触,并增大了储油润滑的效果,减少了粘着磨损的风险,也降低了摩擦力,从而改善了高硅铝合金缸套材料的摩擦磨损性能。     

化学刻蚀高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能

采用对置往复式摩擦磨损试验机,选用铬基陶瓷复合镀活塞环(CKS环)为配副试样,研究机械珩磨+化学刻蚀法加工高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能。通过测量摩擦因数、磨损量,用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSM)观察分析摩擦副磨损前后表面形貌。结果表明:在20℃下,将机械珩磨的高硅铝合金缸套试样浸入浓度为5%的NaOH溶液中腐蚀2min,可制备出硅颗粒凸出高度约为1μm的工作表面;相对于单纯采用机械珩磨加工方法制备的高硅铝合金缸套,机械珩磨+化学刻蚀加工的高硅铝合金缸套摩擦副的摩擦因数可从0.141 41降至0.129 56,降幅约为8.38%,两者的磨损量相近。采用机械珩磨加工方法的高硅铝合金缸套磨损试验后表面有磨粒磨损带来的轻微划痕,而化学刻蚀后的缸套磨损表面没有发现划痕现象,与其对磨的活塞环的磨损状况也较轻微。