等离子喷涂硫化亚铁润滑层的摩擦学性能

摩 擦磨 损 实 验在 Ｑ 一０ Ｐ １０球 盘试 验 机 上进 行 。上 试样 为 １ ．ｍ 的 Ｇ ｒ５钢 球 ， 度 ７０ Ｖ， ２７ ｍ Ｃｌ 硬 ７ Ｈ 下试 样 为 喷涂硫 化 亚铁 的 ４ ５钢 圆盘 ， 寸 为 ￣ ０ ｍ×５ ｍ。 尺 ６ｍ ｍ 试验 时 上试 样 钢球 固定 ， 试 样 圆盘旋 转 。试 验 在 室 下 温大 气 中进 行 ， ４ 用 ０号机 油滴 油 润 滑 ，Ｏ ５ ℃时 运 动粘
润滑 涂层 ， 并研 究其 减摩 耐 磨性 能 与机 理 。
度为 ３ ７～４ ｍ ２ ， 油 速 率 为 ２ Ｌｍ ｎ ３ ｍ／ 供 ｓ ｍ ／ ｉ。加 载 方 式 为砝 码加 载 。摩 擦 力 经 压 力 传 感 器 ， 阻 应 变 仪 ， 电 在 ｘ Ｙ记 录 仪 上直接 记 录 ， — 然后 换 算 出摩擦 系数 。磨损 量 由磨痕 宽 度 表 示 。擦 伤 载 荷 是 擦 伤 发 生 时涂 层 承 受 的重力 ， 伤 载荷 越 大说 明抗 擦 伤性 越好 。测 定摩 擦
适合 对 配合 间 隙有 较 高要求 的摩擦 副 ， 汽缸பைடு நூலகம்套一 活 如
塞 环 、 门一气 门座 等 。在 这 种 情 况 下 ， 摩 擦 副 表 气 使 面获 得 固体 润 滑 层 是 较 好 的选 择 。研 究 人 员 曾利 用热 喷涂 制 备 了 Ｍ ｏ基 合 金 的 减 摩 涂 层 ， 果 较 好 。 效 Ｆ Ｓ 为 一种 减摩 性 能 优 异 的 固体 润 滑 剂 ， 摩 效 果 ｅ作 减 好 ， 本 低廉 ， 固 体 润 滑 涂 层 的 重要 组 成 部 分 。通 成 是 过 化学 热处 理 方法 得 到 硫 化 亚 铁 涂 层 的研 究 已 比较 深入 ， 用 热 喷 涂 方 法 获 得 硫 化 亚 铁 涂 层 的 研 究 但 尚未见 报导 。本 文 用 等 离 子 喷 涂 技 术 制 备 硫 化 亚 铁
试样 先在 １Ｎ，０ １８ ２ ７ Ｎ，２ Ｎ下顺 序 跑 合 ｌ ｉ ， ｍ ｎ 然后 加 载 至 １６ ２ ｉ 再 次 加 载 ， 次 加 载 增 幅 为 ５ Ｎ， ８ Ｎ， ｍｎ后 每 ８ 磨 损时 间为 ２ ｉ ， 时 用 ｘ Ｙ记 录 仪 记 录摩 擦 力 的变 ｍｎ 同 — 化 。当摩 擦 力 突然 急剧 增大 ， 伴有 较 大振 动 和噪 音 并
别为 １ １ 、 ．９ １８ 、 ．５及 ２ ７ ｍ ｓ ．２ １４ 、 ．７ ２ ２ ．０ ／。在 各 速度 下 ，
１ 试 验 方 法
基体 材 料为 ４ ５钢 ， 淬火 及低 温 回火 处 理 ， 度 经 硬
为 ５Ｈ Ｃ ５ Ｒ 。试样 表 面粗 糙度 Ｒ ＝３ ２ｔ 。 ．／ ． ｍ。喷涂用 Ｆｓ ｅ
擦 系 数 随 时 间 变 化 时 ， 定 载 荷 ５ Ｎ， 定 速 度 固 ０ 固
１６ ｍ ｓ 测定 磨损 量 随时 间变 化 时 ， ．０ ／； 固定 荷 载 ８ Ｎ， ２ 固 定速 度 １４ ｍ ｓ 时 间 变量 分别 为 ７５ １ 、２ ５ ３ ．９ ／， ． 、５ ２ ． 、０和 ３ ．ｍ ｎ ７ ５ ｉ。测 定擦 伤 载 荷 随 速 度 变 化 时 ， 度 变 量 分 速
时， 即认 为擦 伤 发生 ， 时 的砝码 重 量 即为 擦 伤载 荷 。 此
微粒 纯 度 为 ８ ％。原 为 块状 ， ５ 经球 磨 成 微 粒 ， 度 约 粒 ４／ ０ｔ ． ｍ。为 防止 喷涂 过程 中过度 烧 损 ， ｅ 粒 外 表 面 Ｆｓ微 包覆 了一 层 镍 合 金 。 由 等 离 子 喷 涂 设 备 进 行 镍 包 ＦＳ微粒 的 喷涂 。 为 了 对 比分 析 涂 层 厚 度 对 摩 擦 学 ｅ 性 能 的影 响 ， 分别 制 备 了厚度 为 ０ ３ ０ ８ １５ ｍ的 三 ． 、 ． 、 ．ｍ
等 离 子 喷 涂 硫 化 亚 铁 润 滑 层 的 摩 擦 学 性 能
王 海 斗 ， 王 昆林 ， 庄 大 明 ， 刘 家 浚
（ 清华 大 学机 械工 程 系 ，北京 １０ ８ ） ０ ０４
摘 要 ： 用 等 离 子 喷 涂 在 ４ 利 ５钢 表 面 制 备 了 三 种 厚 度 不 同 的硫 化 亚 铁 固体 润 滑 层 。在 Ｑ －０ Ｐ１０摩 擦 磨 损 试 验 机 上 测 定 了 硫 化 亚 铁 喷 涂 层 在 油 润 滑 条 件 下 的 摩 擦 学 性 能 。 利 用 Ｘ Ｄ分 析 了硫 化 亚 铁 喷 涂 层 Ｒ 的 相 结 构 ， Ｓ Ｍ 观 察 了 喷 涂 层 的磨 面 形 貌 。结 果 表 明 ， 化 亚 铁 喷 涂 层 的 减 摩 、 磨 、 擦 伤 性 能 明 用 Ｅ 硫 耐 抗
维普资讯
第 ２ 卷 第 ３ ３ 期 ２ ２年 ９月 ０ ０
材
料
热
处
理
学
报
Ｖｏ １．２３
Ｓ ｐｅ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｒ
Ｎｏ ．３
２００２
Ｔ ＲＡＮＳ Ｔ ＯＮ ＡＣ Ｉ Ｓ ＯＦ ＭＡＴ ＥＲＩ Ｓ ＡＮＤ Ｈ Ｅ ＲＥ Ｍ ＥＮ ＡＬ ＡＴ Ｔ ＡＴ Ｔ
在 材料 表 面制 备 硬 质 耐 磨 涂 层 以提 高 材 料 表 面 硬度 ， 改善 材料 耐磨 性 ， 已成 为 当前 热 喷 涂 （ 喷焊 ） 技 术最 常 见 的方法 － 。伴 随 着 材料 表 面硬 度 的 提 高 ， － “ｊ 摩擦 副 中对 磨 件 的磨 损会 相应 增加 ， 因此 这种 方法 不
显优 于 ４ ５钢 原 始 表 面 。
关 键 词 ： 离 子 喷 涂 ； 硫 化 亚 铁 ； 摩 擦 磨 损 ； 擦 伤 等
中图分类号 ： Ｇ７ ． ２ Ｇ １． Ｔ １４ ４ ，Ｔ １ ５ ５ ４ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ．２ ４ ２ ０ ） ３０ ３ ．４ ０ ９６ ６ （ ０ ２ ０ ．０ ８０