復合固體潤滑膜的試驗研究.pdf

1、復合固體潤滑膜試驗研究是基于改善某廠SDZH2-10閥門電動裝置蝸輪蝸桿過量磨損失效而提出的。
　　 SDZH2-10閥門電動裝置蝸輪蝸桿傳動比為70、載荷約為4137N、相對滑動速度為5.3m/s，蝸輪蝸桿材料分別為ZCuAl9Fe4Ni4Mn2，40Cr鋼(調質HB250-280)，該設備頻繁啟動、停止，摩擦溫度高，潤滑油難以發(fā)揮作用，使得摩擦副傳動時處于無油而轉化為干摩擦或邊界潤滑狀態(tài)，導致表面氧化磨損和粘著磨損而失效。該

2、工作條件適合采用固體潤滑，由于普通固體潤滑劑，如石墨和二硫化鉬等固體潤滑時不能象油一樣持續(xù)補給，受材料本身與基體表面的附著強度的限制，使用壽命短，很難滿足上述苛刻條件。為了提高固體潤滑膜與基體的結合強度：
　　 一方面是通過表面磷化來改善其結合力，增加其使用壽命。本文進行了磷化膜顯微結構檢測、磷化膜厚度檢測、磷化膜摩擦學性能測試等。確定了最佳磷化配方為：Zn(NO3)220g/L、馬日夫鹽60g/L、Mn(NO3)215g/L、

3、Ni(NO3)22g/L、Ca(NO3)22g/L、酒石酸1g/L，少量添加劑。最佳磷化工藝藝參數(shù)為：溫度60～70℃，時間10～15min。磷化后表面磨損明顯低于未磷化試樣，磷化膜與基體是以化學鍵結合的，因而結合力達到了47.47N，通過表面調整工藝，使磷化膜的摩擦系數(shù)由原來的0.8降到了0.3。
　　 另一方面是把自制的少量微納米鈦酸鉀晶須加入到石墨和二硫化鉬粘結固體潤滑膜中來改善其結合力，增加其使用壽命。通過進行掃描電鏡測

4、試形貌、成分分析，摩擦學性能測試等。結果表明，在300℃和500℃時，粘結固體潤滑膜中加鈦酸鉀晶須的耐磨壽命分別是未加鈦酸鉀晶須的2.4倍和3倍，且磨痕明顯小于未加鈦酸鉀晶。
　　 將磷化膜作為表面預處理，與加入自制的微納米鈦酸鉀晶須增強的固體潤滑劑組合使用(稱之為復合固體潤滑膜)，通過進行摩擦學性能測試及劃痕測試。結果表明，復合固體潤滑膜的耐磨壽命是未磷化直接噴涂固體潤滑膜的3倍，且摩擦系數(shù)值僅只有未磷化處理的1半以下。未磷化

5、直接噴涂固體潤滑膜時與基體的結合力為5.32N，而復合固體潤滑膜與基體的結合力則提高到11.28N。復合固體潤滑膜提高了與基體的結合力，能保持固體潤滑膜的穩(wěn)定性和持久性，從而能改善閥門電動傳動裝置原有的蝸輪蝸桿傳動中載荷大，滑動速度高，壓力大，摩擦溫度高的極端磨擦狀態(tài)，達到減磨的效果。
　　 同時，為了進一步考查復合固體潤滑膜在高溫高壓下潤滑性能，還進行了高速鋼刀具切削性能試驗研究。如摩擦性能測試、磨損形貌分析、切削性能測試、磨

6、損量測試等。結果表明，當進給量達到0.3 mm/r時，隨著進給量的增大，復合固體潤滑膜的磨損量逐漸呈下降趨勢，在0.5mm/r時，僅為煤油切削液的1/2；在切削速度9-36 m/mim時，復合膜+煤油的切削性能均優(yōu)于煤油；在進給量0.2-0.7 mm/r時，復合膜+煤油的磨損量均低于煤油，尤其是在0.5mm/r時，僅為煤油的1/3；在切削速度為18-36時m/min時，復合膜+煤油的磨損量均低于煤油，尤其是在36m/min時，僅為煤油的