軟金屬系列潤滑添加劑形成自修復涂層的研究.pdf

1、磨損是導致表面損壞、零件失效和材料損耗的主要原因。摩擦過程造成功率損失、浪費大量的能源。潤滑是減小摩擦、降低磨損的主要措施。傳統(tǒng)的潤滑添加劑只能減緩磨損隨行程延長而累積的增加量或尺寸逐步減小的速率，它們對摩擦副只有耐磨功能，而不能產(chǎn)生負磨損，不具備在摩擦過程中產(chǎn)生對磨損表面進行自修復的能力，因此也就不可能產(chǎn)生零磨損和自修復效應。
　　 本論文采用活化技術，在半流體脂中加入微米級添加劑（錫粉、鋅粉和銦粉），研制了工藝簡單、能修復一

2、定程度的磨損表面，特別是較嚴重磨損表面的錫鋅和錫鋅銦新型潤滑劑。并基于鋼/鋼、鋼/銅摩擦副，在改進的MS-800型四球試驗機上進行了大量的磨損修復試驗。通過改變載荷、轉速、添加劑含量等可以影響修復效果和摩擦學特性的試驗參數(shù)，考察了其自修復性能和摩擦學特性。利用XPS和SEM等現(xiàn)代微觀分析手段對自修復涂層的厚度、成分和百分比含量進行了分析，探討了軟金屬半流體脂的修復及減摩抗磨作用機理。同時還借助拉伸、彎曲、淬冷、劃痕等測試手段考察了自修復

3、涂層與基體的結合強度。用納米壓痕法測試了修復涂層和基體的彈性模量等微觀力學性能，最后通過ANSYS有限元軟件分析了形成自修復涂層前后應力的變化。得出了以下主要結論：
　　 采用活化技術，研制出了在鋼/鋼摩擦副和鋼/銅摩擦副中均具有優(yōu)異磨損自修復功能的Sn-Zn和Sn-Zn-In兩種潤滑添加劑，該添加劑加入半流體脂中具有較好的穩(wěn)定性。SEM顯示，Sn-Zn潤滑劑在鋼試樣表面摩擦生成了20μm厚的自修復涂層，Sn-Zn-In潤滑劑在

4、銅試樣表面摩擦生成了20～25μm厚的修復涂層，涂層與基體均結合良好。試驗結果還證明了活化技術對自修復的質量具有重要影響。XPS分析表明，自修復涂層中含有軟金屬元素(Sn元素、Zn元素和In元素)，其中Sn元素以單質Sn和SnO2的形式存在，Zn元素以ZnO的形式存在，In元素以In2O3的形式存在，試驗結果表明，自修復涂層具有優(yōu)良的減摩抗磨性能。
　　 通過ANSYS有限元軟件分析表明，修復后的Sn-Zn和Sn-Zn-In涂層