建筑用不锈钢表面磁场作用下脉冲电沉积MoS2涂层的组织和摩擦学性能

为了提高建筑装饰用不锈钢表面的耐磨性能,分别以无磁场的脉冲电沉积以及平行与垂直磁场下的脉冲电沉积工艺制得了MoS2涂层,并对不同工艺状态下的涂层组织结构与各项性能参数进行了测试。结果表明:涂层在相邻晶粒间产生许多尺寸较小的MoS2颗粒;施加垂直磁场所得涂层晶粒细小,形成致密结构;在平行磁场制得许多晶胞类型的MoS2涂层,表面也较为平整;磁场并不会使涂层微观结构发生变化,但会引起Ni晶粒出现择优取向;施加磁场时形成的涂层硬度增加;施加平行磁场时形成的涂层的结合力最高,未施加磁场的结合力最低;平行磁场下涂层达到最小的磨损程度和摩擦系数,表现出优异的耐磨性,表明磁场可以显著提高涂层的平整度;各状态下形成的MoS2涂层表现出相近的磨损形貌特征,基本都表现为磨粒磨损的特点。

轴向柱塞泵滑靴副表面MoS2涂层的摩擦学性能

本文研究了轴向柱塞泵滑靴副表面MoS2涂层的摩擦学性能。首先,利用等离子喷涂技术在滑靴副材料表面制备MoS2涂层。其次,采用环块摩擦磨损实验机考察材料在不同工况条件下的摩擦学性能。最后,基于能谱仪和扫描电子显微分析以及试件磨损表面X射线衍射分析,探讨了滑靴副表面MoS2涂层的摩擦机理。研究结果表明,当外部载荷为800 N时,含MoS2涂层的铜基体材料表面摩擦系数降低0.05;在MoS2涂层下的ZY331608试件具有优异的抗摩擦磨损性能,其磨损率减少16.4%;铜基体材料表面形成MoS2润滑膜的过程分为四个阶段:初始摩擦阶段、MoS2在摩擦表面的粘附阶段、MoS2在滑动表面的覆盖阶段以及MoS2润滑膜的形成阶段;铜基体材料表面Mo S2涂层的主要磨损机制是粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

横向交变载荷下TiCN/MoS2涂层螺栓的防松性能研究

基于自主设计的螺栓连接振动试验装置,系统研究了横向交变载荷下TiCN/MoS2涂层螺栓分别与TiCN/MoS2涂层螺母和无涂层螺母配合时连接结构的松动行为,并利用体式显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDX)和白光干涉仪等微观分析设备对试验后的螺纹表面进行损伤分析,深入讨论其磨损机理.结果表明:在相同试验条件下,TiCN/MoS2涂层螺栓比无涂层螺栓螺纹表面的损伤轻微,连接结构的松动程度更低;与无涂层螺栓螺纹根部相同等效应力状态下,TiCN/MoS2涂层螺栓连接结构的预紧力可提高约10%,螺纹表面的损伤减轻,同时连接结构的松动程度进一步降低;TiCN/MoS2涂层螺栓螺纹表面的主要磨损机制为疲劳磨损.

磁场方向对建筑装饰316L钢脉冲电沉积MoS2涂层组织和摩擦性的影响

为了提高建筑装饰用不锈钢表面的耐磨性能,在脉冲电沉积过程中依次施加平行方向与垂直方向的两种磁场来制备MoS2镀层,比较镀层组织形态特征及其性能变化。研究结果表明:磁场垂直时MoS2镀层内出现了许多小尺寸晶粒,镀层致密度发生明显提升。磁场平行时各晶粒呈现均匀的分布形态,获得平整镀层表面。随着MoS2颗粒的加入量逐渐增大后,产生了更明显抑制作用,导致(200)晶面衍射峰强度明显减弱。控制磁场垂直时得到了硬度为364 HV的镀层,控制磁场平行时镀层硬度只有341 HV。提高MoS2颗粒加入量后,获得细晶强化效果,显著提高镀层硬度。磁场平行下具备良好的耐磨性能,平整性获得明显提升,有助于更多MoS2颗粒进入镀层内。与磁场垂直形成了平整镀层表面,产生大量台阶;施加平行磁场时,镀层中出现部分犁沟,引起磨损痕迹变形。采用不同工艺制得的MoS2镀层都表现出磨粒磨损的特征。

Ni包MoS_2添加剂对镍基涂层的摩擦磨损性能影响

以Ni包MoS2为润滑剂,Ni60粉末为基体,利用超音速火焰喷涂技术制备镍基固体涂层,研究了Ni包MoS2对Ni60涂层和Ni60/MoS2涂层的显微组织、力学性能以其摩擦磨损性能的影响,并探讨载荷对Ni60/MoS2涂层摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察涂层的磨损表面形貌并分析其磨损机制.结果表明,Ni包MoS2的加入可以降低Ni60涂层的结合强度和显微硬度,使其摩擦系数和磨损率明显降低;Ni60/MoS2涂层的摩擦系数与载荷无关,其磨损率随载荷增加而增大;Ni60涂层的磨损机制主要为疲劳磨损和黏着磨损,Ni包MoS2的加入减少了Ni60/MoS2涂层的黏着磨损.

镍基MoS_2复合粉末等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能

研究了 4种镍基MoS2 等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能 ,探讨了涂层的结构及磨损面的形貌与涂层的磨损机制之间的关系 ,分析了MoS2 含量和载荷对涂层摩擦磨损的影响。研究表明 ,镍基MoS2 涂层具有很好的自润滑性能 ;MoS2 含量为 2 0 %的Ni/MoS2

带MoS_2涂层轴承的腐蚀失效分析

本文对某带MoS2涂层轴承的腐蚀现象进行了试验分析,并根据试验结果讨论了带MoS2涂层构件的腐蚀防护问题。通过对失效轴承的宏微观形貌观察、微区成分分析、金相检查以及耐蚀性对比试验,明确了轴承的失效性质。结果表明:带MoS2涂层的GCr15钢滚珠发生了膜下丝状腐蚀。除了采用控制腐蚀环境和提高涂层致密性等方法外,选择更耐蚀的构件材料或者通过表面防腐处理是提高带MoS涂层构件防腐能力的有效途径。

纳米-亚微米MoS_2涂层的结构和摩擦性能

利用等离子喷涂技术在GCr15钢表面制备了纳米-亚微米MoS2固体润滑涂层.采用MHK-500型摩擦磨损试验机在油润滑条件下测试了MoS2涂层的摩擦学性能.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析了涂层的表面和断面的磨损形貌以及涂层的物相组成.结果表明,纳米-亚微米MoS2涂层的物相主要为六方的MoS2,还有少量的Mo,Mo2S3和MoO3.涂层的晶粒尺寸在100～400 nm.与GCr15钢原始表面相比,纳米-亚微米MoS2涂层的减摩耐磨性有了明显的提高,摩擦系数降低近1倍,在载荷为375 N的条件下,磨损量也降低近1倍.

爆炸喷涂WC-Co/MoS_2-Ni多层复合自润滑涂层的摩擦学行为

采用爆炸喷涂技术研制WC-Co/MoS_2-Ni多层复合自润滑涂层,系统研究涂层的微观结构、元素分布、结合强度和摩擦磨损性能。结果表明:在高温爆炸喷涂过程中,少量MoS_2发生氧化分解,生成SO_2气体,残留在涂层内的SO_2气体可使局部形成微小孔洞。在摩擦测试中,WC-Co涂层在预磨阶段摩擦因数迅速上升,进入稳定阶段后,摩擦因数缓慢增加;而多层复合涂层的摩擦因数在经历预磨阶段迅速上升后,很快进入稳定阶段,直至表层WC-Co涂层被磨穿后,摩擦因数开始逐渐下降。添加自润滑涂层MoS_2-Ni后,WC-Co涂层的内聚结合强度略有下降,但减摩效果显著,摩擦因数下降了约40%,耐磨性能略有提升。

粘结MoS_2固体润滑涂层的转动微动磨损特性

采用粘结法在LZ50钢表面制备MoS2固体润滑涂层,研究MoS2涂层及LZ50钢基体在干态不同角位移幅值下的转动微动磨损行为。在分析转动微动动力学特性的同时,结合光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱仪以及轮廓仪对磨痕形貌进行微观分析。结果表明:涂层和基体的转动微动运行区域仅呈现部分滑移区(Partial slip regime,PSR)和滑移区(Slip regime,SR),未观察到混合区。涂层改变基体的微动运行区域,使得PSR缩小,SR运行区域向小角位移幅值方向移动。由于MoS2涂层的固体润滑作用,涂层的摩擦因数在整个试验过程都明显低于基体。在PSR,涂层损伤轻微;在SR,涂层的转动微动磨损机制主要表现为剥层和摩擦氧化。研究表明粘结MoS2固体润滑涂层具有明显的防护作用,显著降低LZ50钢的转动微动磨损。

采用溶胶-凝胶法在刀具表面制备MoS_2软涂层的研究

在成功地采用柠檬酸溶胶-凝胶法在硬质合金试样表面制备出MoS2软涂层的基础上,采用扫描电镜形貌观察和摩擦系数测定等实验方法研究了MoS2加入量对涂层表面微观形貌及其摩擦性能的影响规律。结果表明,采用溶胶-凝胶法在1.6mol/L柠檬酸水溶液中分别添加13、20和27g/L MoS2粉末条件下,应用刷涂法均可以在硬质合金试样表面得到与基体结合牢固、表面质量较高的MoS2软涂层。所获得的MoS2软涂层的表面形貌呈片状。MoS2软涂层的存在明显地降低了硬质合金试样的摩擦系数,由硬质合金试样的0.58～0.86降低到软涂层的0.18～0.23。而具有不同MoS2加入量的软涂层间的摩擦系数相差不大。软涂层试样的摩擦系数明显低于硬质合金试样的原因与涂层中存在有摩擦系数低、承载力大等优良性能的MoS2以及软涂层的存在改变了原摩擦副材料间的性质等因素有关。

爆炸喷涂WC-12Co/MoS_2复合涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高爆炸喷涂WC-12Co涂层的耐磨性,在WC-12Co合金粉末中添加不同比例的MoS2粉末,利用爆炸喷涂技术在Q235钢表面制备了系列WC-12Co/MoS2复合涂层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机对WC-12Co/MoS2复合涂层的微观组织形貌、结构、显微硬度、摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,MoS2均匀的分布于复合涂层中,当MoS2含量为2%时,复合涂层的硬度、致密度变化不大,但摩擦系数和磨损率大幅度下降,分别为WC-12Co涂层的50%和36%.随着MoS2含量的增加,复合涂层的摩擦系数和磨损率均呈上升趋势.

MoS_2软涂层刀具的基体材料优选及涂层制备

以常见的几种高速钢和硬质合金为基体材料,运用有限元软件分析了基体表面MoS2软涂层的残余热应力。结果表明:高速钢表面涂层的最大残余热应力小于硬质合金表面涂层的残余热应力;涂层与基体之间弹性模量和热膨胀系数等参数及沉积温度的差异是影响涂层残余热应力大小的主要因素。采用中频磁控溅射加离子束辅助沉积工艺制备了两种MoS2软涂层刀具并对其性能进行了测试,分析结果符合有限元计算的结论。

基底材质对硅酸钠粘结MoS_2润滑涂层摩擦学性能的影响

目的针对空间机械润滑处理的需求,研究硅酸钠粘结MoS2润滑涂层摩擦学性能。方法在几种不同材质基底的表面喷涂硅酸钠粘结MoS2润滑涂层,采用球盘摩擦磨损试验机研究其真空摩擦学性能和高温摩擦学性能,并利用红外光谱和扫描电镜对高温摩擦机理进行分析。结果几种基底表面润滑涂层的真空摩擦系数均低于0.1,且基底硬度越高,涂层的耐磨寿命越长,摩擦系数越低。在室温至300℃范围内,随温度的升高,涂层的摩擦系数先降低后升高,耐磨寿命先升高后降低。300℃时,涂层主要发生磨粒磨损。结论硅酸钠粘结MoS2润滑涂层能够用于经微弧氧化处理的铝合金基底表面,在200℃以下的大气环境和300℃氮气环境中的摩擦学性能优异。

MoS_2-Zr复合涂层形貌、结构及摩擦磨损性能研究

采用中频磁控溅射和多弧离子镀相结合的工艺在硬质合金YT15刀片表面制备了MoS2-Zr复合涂层,考察了其形貌、结构和摩擦磨损性能,分析了复合涂层的减摩机理.结果表明,与纯MoS2涂层相比,MoS2-Zr复合涂层的硬度和与基体之间的结合力获得显著提高(纯MoS2涂层的硬度约为4.0 GPa,与基体之间的结合力约为49 N;MoS2-Zr复合涂层的硬度约为10.7 GPa,与基体之间的结合力约为55 N).与45#钢的对摩试验结果表明,MoS2-Zr复合涂层的摩擦系数和磨损率均小于纯MoS2涂层的摩擦系数和磨损率.MoS2-Zr复合涂层与对摩材料之间所形成的转移润滑膜是影响摩擦过程中的摩擦系数的关键因素之一.由于摩擦副间转移膜的存在,涂层和对摩材料的摩擦转变为涂层和转移膜之间的摩擦,从而降低了摩擦系数,提高了材料的耐磨损性能.

钛合金表面MoS_2/TiN复合涂层的摩擦性能研究

采用复合处理的工艺方法,在Ti-6Al-4V合金表面制备复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析复合涂层表面相结构、表面及截面微观形貌和沿截面各元素分布状态。对不同处理后的截面硬度梯度进行了分析比较,在MM-200磨损实验机上测定了复合涂层的摩擦性能。结果显示,复合涂层是由单质的Ti,Mo和MoS2,TiN以及过渡层组成,在干摩擦、纯滑动的条件下摩擦性能优良。

空间部件表面Ti/MoS_2润滑涂层性能研究

采用中频非平衡反应磁控溅射法分别在单晶硅P(111)及钛合金基材表面制备了Ti/MoS_2复合涂层。采用原子氧辐照模拟装置考察涂层在原子氧辐照环境的抗氧化性能。利用高真空摩擦试验机分析涂层在原子氧辐照前后的摩擦学性能,并探讨了Ti掺杂对涂层的结构和摩擦学性能的影响。结果表明:Ti/MoS_2复合涂层结构致密,涂层(002)的晶粒取向使其具有低的摩擦系数。Ti元素掺杂提高了涂层的抗氧化性,摩擦产物较少使其在真空环境和原子氧辐照环境下具有优异的耐磨性能。将其用在空间部件表面可显著提高部件抗氧化能力及摩擦磨损性能,从而提高部件空间使用寿命。

MoS_2基复合涂层潮湿储存后的摩擦学性能分析

利用摩擦学试验及 XPS测试考察了非平衡纳米复合等离子体镀膜技术沉积的 Mo S2 基纳米复合薄膜的抗潮湿性和耐磨寿命等 .结果表明 ,在相对湿度 (RH)为 6 0 %～ 70 %的环境下储存后 ,Ti N- Mo S2 薄膜的摩擦学性能迅速降低直至失效 ;而 Ti N- Mo S2 / Ti和 Ti N- Mo S2 / Ti N复合膜的抗潮湿性能显著提高 .因而 Ti和 (或 ) N2 的适量添加显著增强了 Mo S2

CeF3改性MoS2基润滑涂层的制备及其摩擦学性能

针对MoS2基涂层应用范围受限的问题,以稀土氟化物CeF3为添加剂,对MoS2基润滑涂层进行改性处理,采用喷涂法制备不同CeF3添加量(质量分数0,0.5%,1.0%,2.0%,3.0%,4.0%,6.0%)的改性粘接固体润滑涂层。利用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机考察了试样在不同预处理方式(基体粗糙度、预热温度)、不同测试条件(载荷、转速)下的摩擦学性能。结果表明:试样基体表面粗糙度Ra为0.4μm,预热温度为100℃时涂层的摩擦学性能最优;当CeF3的含量为3.0%时,添加剂与固体润滑剂的协同作用较优,此时摩擦系数和磨损量分别为0.207,0.203 mm3;改性涂层的主要磨损机理为磨粒磨损、黏着磨损。