石墨烯/MoS2复合涂层多环境下的摩擦学性能

以MoS2作为润滑剂,以石墨烯(GE)作为润滑添加剂,采用喷涂法在GCr15钢样片表面制备不同含量的GE/MoS2复合涂层.利用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机测试涂层在干摩擦及海水环境中的摩擦磨损性能,并分析了磨痕形貌及磨损机制.结果表明:添加适量石墨烯可明显改善MoS2涂层的摩擦磨损性能,且海水环境中涂层的摩...     

船用内燃机轴瓦表面含MoS2的PAI/PTFE聚合物复合涂层制备及减摩抗磨研究

船用内燃机中轴瓦及曲轴工作时接触界面受力复杂，若润滑不当极易造成轴颈的黏着、擦伤、裂纹等。为改善船用内燃机轴瓦的使用寿命，在轴瓦表面制备聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯（PAI/PTFE）聚合物涂层，并探讨MoS2颗粒对PAI/PTFE复合涂层摩擦性能的影响。通过喷涂-烧结法在轴瓦材料铝锡铜合金表面制备不同MoS2质量分数的复合涂层，并以轴承钢球作为摩擦配副，在3、4、5 N载荷以及干摩擦和油润滑下考察复合涂层的摩擦学性能。结果表明：在干摩擦下，MoS2质量分数为2%的复合涂层摩擦因数降低了80%以上，磨损降低了90%以上；油润滑下摩擦因数最大降低了67%。SEM和EDS分析表明，5 N载荷下，MoS2质量分数低于2%时，长时间摩擦会导致复合涂层破裂，进而产生大的摩擦磨损；而含有2% MoS2的涂层会在钢球接触表面上产生均匀的硫化物层，可以保护涂层提高其稳定性。通过对不同MoS2含量涂层的摩擦因数、磨损及磨痕形貌对比，得出较优的涂层配比。研究表明，适量的MoS2能够提高涂层摩擦膜的稳定性，减小摩擦磨损。     

双金属轴承材料表面黏结润滑涂层摩擦学性能研究

在HDM-10型端面摩擦磨损试验机上进行油润滑及规律变载条件下的摩擦磨损试验,考察了石墨﹑MoS2及其复合黏结润滑涂层的摩擦磨损性能.结果表明:固体润滑涂层显示了较好的减摩耐磨性能,摩擦副正常阶段的摩擦系数在0.09以下,摩擦温升小,涂层的承载载荷都超过了2 800 N,最高达到4 800N;石墨与MoS2有较好的协同效应,当石墨、MoS2与胶黏剂的比例为3∶ 2∶ 10时,涂层的摩擦学性能最佳.     

MoS2/石墨溅射涂层在真空中不同载荷下的摩擦磨损行为研究

为改进纯MoS2涂层的耐磨损性能,采用溅射技术合成了添加石墨的MoS2涂层。在球-盘摩擦试验机上,考察了法向载荷对MoS2/石墨溅射涂层真空中的摩擦因数和磨损率的影响,并利用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行了分析。结果表明:在真空条件下,涂层的摩擦因数随着法向载荷的增大而减小;磨损率随载荷的增加而增加。涂层在真空中较低载荷下的磨损机制为疲劳磨损;在较高载荷下的磨损主要由塑性变形引起的小板片磨损控制。     

基于灰关联理论的石墨烯/MoS_2复合涂层综合摩擦学性能影响因素分析

针对钢-钢关节轴承用MoS_2基复合涂层的某些特殊工况,需考虑涂层在干摩擦及海水环境下的综合摩擦学性能。以法向载荷、滑动速度和添加剂组分作为考察因素,以涂层在干摩擦及海水环境下的摩擦系数和磨损量作为评价指标,进行正交试验设计;采用基于组合赋权法的灰色关联度方法分析试验数据。灰色关联度方差分析结果表明,添加剂组分对涂层综合摩擦学性能影响最为显著,其次是法向载荷,滑动速度的影响很小。添加0.8 wt%GE的石墨烯/MoS_2复合涂层在法向载荷为10 N、滑动速度为25 mm/s条件下,在干摩擦及海水环境下均具有良好的综合摩擦学性能。     

真空退火对磁控溅射CuS-MoS2涂层润滑性能的影响

为提高MoS2润滑涂层承载力和抗湿性能,使用磁控溅射技术制备CuS掺杂MoS2复合涂层,并对制备涂层进行220、320和420℃真空退火处理,以发挥CuS与MoS2协同润滑作用。采用场发射扫描电子显微镜、激光拉曼光谱分析涂层结构,通过洛氏硬度压痕试验、摩擦磨损试验和纳米压痕试验对涂层性能进行分析。实验结果表明:随CuS靶溅射功率提高,涂层中出现颗粒长大和CuS结晶化趋势,且CuS掺杂抑制了MoS 2形核长大,涂层膜-基结合力有所下降;真空退火处理后CuS-MoS2复合涂层表面发生分解,厚度明显降低,MoS2(002)相形核长大,摩擦学性能得到提升;320℃退火处理后涂层在常温和RH70%大气环境下获得最低平均摩擦因数0.08,纳米硬度达到5.64 GPa,并具有较好的耐磨损性能。研究认为由于CuS受热分解导致复合涂层结构和成分变化,生成了有利于发挥CuS与MoS2协同润滑效应的微晶相,使得涂层润滑性能得到明显提升。     

MoS2/WS2复合薄膜的环境适应性和摩擦学性能

湿热大气环境对MoS2润滑薄膜的摩擦学性能有严重的劣化作用。采用非平衡磁控溅射技术成功制备了WS2掺杂MoS2复合薄膜,研究发现,MoS2基体中掺入少量WS2可以诱导MoS2沿（002）晶面择优生长,薄膜结构变得更加致密,显著抑制腐蚀介质的渗透和扩散,使MoS2/WS2复合薄膜展现出高盐雾耐蚀性、小摩擦因数和低磨损率。成分优化的MoS2-1.6%WS2（原子分数）复合薄膜在经历4天的盐雾试验后仅表层被氧化,仍能保持0.16的小摩擦因数和3.80 × 10-6 mm3/（N·m）的低磨损率。     

粘结固体润滑涂层在油润滑条件下的摩擦学性能

为了探讨粘结MoS2基固体润滑涂层在油润滑条件下的抗磨减摩性能,采用MHK-500型摩擦磨损试验机对粘结MoS2基固体润滑涂层在4种常用油(液体石蜡、RP-3煤油、4050滑油和CD-40柴油)润滑下的摩擦磨损性能进行了研究,考察了速度和载荷对润滑涂层在4种不同的常用油润滑下的摩擦磨损性能。结果表明,在低载荷(320N)试验条件下,4种常用油润滑下涂层的耐磨性比干摩擦下得到显著的提高,摩擦因数从0.12降低到0.08左右;但在高载荷(1100N)下,油润滑对涂层的摩擦磨损性能没有明显的改善。只有在合适的载荷下,固/油复合润滑技术可明显改善摩擦副的润滑性能。     

自制二硫化钼微球在500SN中的摩擦磨损性能研究

将自制的表面修饰的二硫化钼微球（MS-MoS2）和商业级胶体二硫化钼（CC-MoS2）分别添加到基础油500SN中，用四球摩擦磨损机和SRV微动摩擦磨损试验机对比研究了不同润滑体系的极压性能和抗磨减摩性能。结果表明：萃取剂Cyanex 301对MoS2具有良好的表面修饰作用；添加MoS2能够有效改善基础油的极压性能和抗磨减摩性能；在试验力为400N，最佳添加量分别为0．10％和0．25％（质量分数）时，500SN＋MS．MoS2和500SN＋CC-MoS2相对500SN的摩擦因数分别降低了17．2％和12．3％，磨损体积分别降低了44．8％和17．2％。     

纳米Fe-Al/Cr3C2复合涂层的抗电化学腐蚀性能

研究纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层的抗电化学腐蚀性能,确定纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒加入量的最佳值。采用三电极系统,对微米Fe-Al/Cr3C复合涂层、纳米Fe-Al/Cr_3C_2和分别添加了5%,10%,15%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的系列复合涂层抗电化学腐蚀性能进行测试;利用Zview软件拟合交流阻抗谱,从定性到定量拟合对纳米Fe-Al/Cr_3C_2系列复合涂层的电化学腐蚀行为进行分析;利用扫描电子显微镜观察腐蚀后涂层表面形貌。添加了5%纳米Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层自腐蚀电位为-0.775V,自腐蚀电流为0.280mA/cm2,与其它涂层相比抗电化学腐蚀性能最优;此处添加的5%纳米级Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的复合涂层的特征主要以均匀腐蚀性为主,而其它Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层都表现为一定的局部腐蚀特性。Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层本身的抗电化学腐蚀特性会受到Fe-Al/Cr_3C_2团聚颗粒的影响而存在改善的价值。加入量低于最佳值时,涂层因表面质量没有得到改善而抗电化学腐蚀性能较低;加入量高于最佳值时,涂层因表面高活性而导致抗电化学腐蚀性能较低。     

Friction and wear behaviors of MoS2/Zr coated HSS in sliding wear and in drilling processes

MoS2 metal composite coatings have been successful used in dry turning, but its suitability for dry drilling has not been yet established. Therefore, it is necessary to study the friction and wear behaviors of MoS2/Zr coated HSS in sliding wear and in drilling processes. In the present study, MoS2/Zr composite coatings are deposited on the surface of W6Mo5Cr4V2 high speed steel(HSS). Microstructural and fundamental properties of these coatings are examined. Ball-on-disc sliding wear tests on the coated discs are carried out, and the drilling performance of the coated drills is tested. Test results show that the MoS2/Zr composite coatings exhibit decreases friction coefficient to that of the uncoated HSS in sliding wear tests. Energy dispersive X-ray(EDX) analysis on the wear surface indicates that there is a transfer layer formed on the counterpart ball during sliding wear processes, which contributes to the decreasing of the friction coefficient between the sliding couple. Drilling tests indicate that the MoS2/Zr coated drills show better cutting performance compared to the uncoated HSS drills, coating delamination and abrasive are found to be the main flank and rake wear mode of the coated drills. The proposed research founds the base of the application of MoS2 metal composite coatings on dry drilling.     

载流下MoS2/Ag纳米复合薄膜摩擦学性能

MoS₂基纳米复合薄膜具有良好的摩擦学性能,但较差的导电性能限制了其在载流条件下作为润滑材料的应用。为提高MoS₂基纳米复合薄膜的导电性能,采用非平衡磁控溅射系统沉积2种不同Ag含量的MoS₂/Ag纳米复合薄膜,并在不同的电流条件下研究MoS₂/Ag纳米复合薄膜与GCr15钢球对摩时的摩擦学性能。结果表明：在载流下2种MoS₂/Ag纳米复合薄膜表现出相似的摩擦性能,而低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有更佳的耐磨性能,这归因于低掺杂MoS₂/Ag薄膜具有较好的力学性能;无载流时,MoS₂/Ag纳米复合薄膜在摩擦过程中生成的氧化物颗粒增加了磨损、降低了润滑性,磨损机制主要为磨粒磨损;电流小于0.5 A时,电流促进了转移膜形成,使得摩擦因数降低,但磨损率增加,磨损机制主要为黏着磨损;当电流大于0.5 A时,由于电弧烧蚀加速了薄膜的磨损,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和电弧腐蚀磨损。     

火焰喷涂PA1010/n-SiO2复合涂层干摩擦磨损性能

利用火焰喷涂法制备PA1010/n-SiO2复合涂层,并采用均匀试验设计方法研究涂层在干摩擦条件下同GCr15 钢环配副时的摩擦学性能;利用SPSS 12.0统计软件对试验结果进行回归分析, 建立涂层摩擦系数和磨损质量损失同pv值 (摩擦载荷与摩擦速度的乘积)相关性的数学模型;利用示差扫描量热仪(Differential scanning calorimetry, DSC)和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)对复合涂层的热性能和磨损表面形貌进行分析。结果表明,n-SiO2的加入能明显提高涂层的结晶性能、耐磨性能。当n-SiO2含量为1.5%时,复合涂层摩擦磨损性能最佳,在试验条件下磨损质量损失降低近4倍,摩擦因数降低23％,跑合期缩短44％,复合涂层与GCr15钢环对磨时的磨损机理主要为疲劳磨损和轻微的粘附 磨损。     

纳米SiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层干摩擦磨损性能的影响

为了探讨纳米SiO2(n-SiO2)对火焰喷涂尼龙(PA)1010涂层干摩擦磨损性能的影响,采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试;并利用扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层的磨损表面进行观察,以探讨n-S iO2对火焰喷涂尼龙1010涂层摩擦磨损性能的影响机制。结果表明:n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性,降低摩擦因数,疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻;当n-SiO2含量为1.5%(质量分数)时,复合涂层摩擦磨损性能最佳,试验条件下磨损量降低近4倍,摩擦因数降低23%,跑合期降低44%,复合涂层与GCr15钢环对磨时的磨损机制主要为疲劳磨损和轻微的粘附磨损。     

AlNiZr非晶纳米晶复合涂层的腐蚀磨损行为研究

为提高海洋极端环境下钢结构材料的耐腐蚀磨损性能,采用高速电弧喷涂技术制备了一种AlNiZr非晶纳米晶复合涂层,并研究了该涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀磨损行为。结果发现,AlNiZr涂层组织较为均匀,致密性较好,相结构由非晶、纳米晶及晶化相共同组成,涂层非晶体积分数约为64.93%,平均显微硬度值为363HV0.1,与45钢基体之间的平均结合强度约为30.8 MPa;在干摩擦条件下其平均摩擦因数约为0.125,磨损体积约为0.134 mm3,磨痕宽度约为882.4 μm,磨损失效机制以氧化磨损和脆性剥层磨损为主,并伴有轻微磨粒磨损;在腐蚀介质条件下,由于受到腐蚀介质的润滑减摩作用,导致涂层的平均摩擦因数、磨损体积、磨痕宽度均有明显减小,其平均摩擦因数约为0.058,磨损体积约为0.02216 mm3,磨痕宽度约为314 μm,腐蚀磨损失效机制主要表现为剥层磨损形式,同时磨损起主导作用、腐蚀次之。与纯铝涂层相比,AlNiZr涂层表现出优异的耐腐蚀磨损性能。     

MoS2/C复合涂层在不同对磨副下的冲击磨损行为研究

在基于动能控制的冲击磨损设备上,以球-平面接触的方式,探究304不锈钢基体和MoS_2/C复合涂层在不同对磨副冲击下的磨损行为,并分析摩擦界面响应及磨损机制。结果表明:随着冲击副材料的弹性模量增加,冲击接触峰值力以及能量吸收率逐渐上升,对应的磨损量及磨损率也随之提高;MoS_2/C复合涂层的接触应力、能量吸收率以及磨损均要低于304不锈钢基体;涂层的冲击磨损形式主要为材料的剥落与磨屑堆积,磨损机制为塑性变形以及摩擦氧化。     

On dry sliding friction and wear behaviour of PEEK and PEEK/SiC-composite coatings

In this work, polyetheretherketone (PEEK) and PEEK/SiC-composite coatings were deposited on Al substrates using a printing technique to improve their surfaces performance. The objective of this work was to investigate coatings friction and wear behaviour. Especially, the effect of sliding velocity and applied load on coatings friction coefficient and wear rate was evaluated in range of 0.2-1.4 m/s and 1-9 N, respectively. Compared to Al substrate, the coated samples exhibit excellent friction coefficient and wear rate. For PEEK coating, under an applied load of 1 N, the increase in sliding velocity can result in decreasing of friction coefficient at a cost of wear resistance. Under a load of 9 N, however, PEEK coating exhibits the highest friction coefficient and wear rate at an intermediate velocity. These influences appear to be mainly ascribed to the influence of contact temperature of the two relative sliding parts. In most test conditions, the composite coating exhibits better wear resistance and a little higher friction coefficient. SiC reinforcement in composite coating plays a combined role. First of all, it might lead to energy dissipation for activation of fracture occurred on the interface of PEEK and the powders. Moreover, it can reduce coating ploughs and the adhesion between the two relative sliding parts.