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等离子体技术喷涂钼基合金涂层对摩擦改善熔着磨损性能的研究

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发布时间:

2021-04-20

等离子体技术喷涂钼基合金涂层对摩擦改善熔着磨损性能的研究:
        在机械的组合构件中,只要存在着运动,就必然会出现相匹配零件间的摩擦磨损问题。由于摩擦副所处的工作条件的差异和工况的复杂性,其后果导致了摩擦表面损坏过程错综复杂,且损坏的形式很多。因摩擦而造成的表面损坏一磨损形式,大致可分为熔着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损和接触疲劳磨损等等。

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        因熔着磨损大多发生在摩擦副初期磨合过程中,而且它的产生又往往破坏了相匹配的零件工作表面,使得整个机组不能正常运行。因此在所有磨损形式中,它带来的破坏后果显得尤为突出。
        在机械运动中,摩擦副出现熔着磨损的工况有下列几种:
        1、出现在有润滑油的工况下柴油机中气缸套与活塞环是在有润滑油的情况下工作的,由于采用了增压技术,提高了柴油机的功率,所以气缸套与活塞环的热负荷、机械负荷也随之增加,因此不断出现“拉缸"现象及活塞环的熔着磨损问题。
        2、出现在不直接供油润滑的工况下往复式循环压缩机中的活塞杆,它既要传递动力,又要承受密封,而且是在不直接供油润滑的情况下工作的,因此极易产生熔着磨损。
        造成摩擦副磨损的因素是多方面的,而提供良好的润滑条件则是减少磨损的重要因素。从理论上来说,若在连续油膜或堿磨介质的保护下,组成摩擦副的一对零件几乎不会产生磨损。
        但是在实际工作条件下,由于各种因素的综合影响,这往往是难以达到的。因此如果润滑膜一旦被破坏,相匹配的零件就会处于金属间互相接触状态,此时在高速、高温、高压的工况下,接触部分的微小区域瞬间产生极高摩擦热,使接触材料间发生熔融粘连而形成破坏源。
        与此同时,在零件的高速运动下,破坏源扩展,粘连部分被撕裂或以龟裂碎片形态剥离,并嵌人摩擦副之间。这些硬质微粒在两个滑动面间形成切割作用,使摩擦表面破坏,造成了熔着磨损。从熔着磨损形成的这一过程,简略地说就是“以两个滑动表面形成局部熔焊为特征的严重损坏”。
        因此改善熔着磨损的有效途径,必须满足如下条件:
        1、使摩擦表面具有独特的贮油特性,以弥补临界润滑状态出现前的滑油不足,避免临界润滑状态的出现。
        2、提高零件工作表面的耐高温特性,免受瞬时摩擦热的影响。等离子体喷涂工艺获得的亚合金态的钼基合金涂层,是解决上述机构中出现熔着磨损的有效途径之一。
        除了固态、液态、气态外,等离子体被称为物质的第四态。它是由一定的气体在电场作用下电离而形成由正负带电粒子按一定比例组成的一种特殊“气体”。由于机械压缩作用及磁收缩、热收缩效应,使得等离子体能量高度集中。
        因喷涂时是以粉末材料为主,所以又可以通过不同粉末材料的混合配比来制备各种不同性能要求的亚合金态涂层。等离子体喷涂技术已成为一种用途广泛的表面处理工艺,并正日益扩大用于制备抗磨损、抗擦伤、电传导、绝热、绝缘、防蚀以及其他特种用途的表面涂层中。
        一般采用惰性气体氩气或辅以氩气、氮气或氦气。这有利于等离子体技术保证涂层材料的特定性能。且因喷涂中不会使基体材料直接受热,所以也避免了因工件受热而带来的变形等问题。

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