等離子熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織及摩擦學(xué)性能研究

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1、分類(lèi)號(hào):密級(jí):UDC:編號(hào):工學(xué)碩士學(xué)位論文等離子熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織及摩擦學(xué)性能研究碩士研究生:張夢(mèng)月指導(dǎo)教師:龍萍副教授學(xué)科:、專(zhuān)業(yè).材料科學(xué)與工程論文主審人:金國(guó)教授哈爾濱工程大學(xué)2018年3月分類(lèi)號(hào):密級(jí):UDC:編號(hào):工學(xué)碩士學(xué)位論文等離子熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織及摩擦學(xué)性能研究碩士研究生:張夢(mèng)月指導(dǎo)教師:龍萍副教授學(xué)位級(jí)別:工學(xué)碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè):材料科學(xué)與工程所在單位:材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院論文提交日期:2017年12月論文答辯日期:2018年03月學(xué)位授予單位:哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIn

2、dex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngStudyonMicrostructureandTribologicalPropertiesofPlasmaCladdingSelf-lubricatingWearResistantCompositeCoatingsCandidate:ZhangMengyueSupervisor:Prof.LongPingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:MaterialsScienceandEngineer

3、ingDateofSubmission:Dec.,2017DateofOralExamination:Mar.,2018University:HarbinEngineeringUniversity等離子熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織及摩擦學(xué)性能研究摘要?dú)飧滋资遣裼蜋C(jī)的關(guān)鍵零件之一,其內(nèi)表面的耐磨性對(duì)柴油機(jī)壽命起決定性作用。然而船用低速柴油機(jī)氣缸套工作環(huán)境惡劣,潤(rùn)滑條件差,缸壁的過(guò)度磨損、工作面易被拉傷等問(wèn)題,影響了柴油機(jī)的壽命和可靠性。等離子熔覆技術(shù)廣泛應(yīng)用于表面工程,其制得的涂層組織均勻致密且綜合性能好。因此,利用等離子熔覆技術(shù)在氣缸套表面制備耐磨減摩的自潤(rùn)滑涂層

4、,有望成為提高氣缸套耐磨性,進(jìn)而提高船用低速柴油機(jī)使用壽命的有效途徑之一。本文以Ni包h-BN、Ni包MoS2作為自潤(rùn)滑劑與Ni60A、Ti合金粉末混合,采用同步送粉等離子熔覆技術(shù)在鑄鐵氣缸套材料表面制備自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層,分別分析了h-BN體系、MoS2體系中自潤(rùn)滑劑及其添加量對(duì)熔覆層顯微組織、物相、硬度以及不同溫度(室溫、200℃)下的摩擦學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:h-BN體系中,在室溫條件下的摩擦磨損,等離子熔覆Ni60A-Ti、Ni60A-Ti-8%h-BN、Ni60A-Ti-15%h-BN涂層的摩擦系數(shù)及磨損量相差并不懸殊,h-BN未發(fā)揮明顯的減摩作用。

5、在200℃條件下進(jìn)行摩擦磨損時(shí),對(duì)比Ni60A-Ti涂層,等離子熔覆Ni60A-Ti-8%h-BN和Ni60A-Ti-15%h-BN涂層的平均摩擦系數(shù)顯著降低;添加8%、15%h-BN等離子熔覆層在200℃條件下的磨損失重也明顯降低,分別下降23.29%和31.51%。添加h-BN自潤(rùn)滑劑后涂層的摩擦磨損性能良好,且添加15%h-BN時(shí)的熔覆層呈現(xiàn)較好的減摩耐磨性能。在以MoS2為自潤(rùn)滑劑的涂層體系中,添加不同含量MoS2等離子熔覆層的顯微硬度均遠(yuǎn)大于鑄鐵基體的硬度。室溫及200℃條件下進(jìn)行摩擦磨損時(shí),添加5%、7.5%、10%MoS2等離子熔覆層的摩擦系數(shù)以及

6、磨損失重均比基體有大幅提升,且MoS2添加量為5%時(shí)涂層摩擦磨損性能最佳,磨損機(jī)制主要為粘著磨損。添加不同含量MoS2等離子熔覆層在90°及30°沖蝕角下抗沖蝕能力均明顯優(yōu)于鑄鐵基體,且90°比30°沖蝕角條件下的抗沖蝕性能好。其中,5%MoS2添加量等離子熔覆層的抗沖蝕能力最強(qiáng)。關(guān)鍵詞:氣缸套;等離子熔覆;h-BN/MoS2;自潤(rùn)滑耐磨涂層;摩擦磨損性能等離子熔覆自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層組織及摩擦學(xué)性能研究AbstractTheengineasthepowersystemoftheship,istheheartoftheship,keepingprovidingpo

7、werforshipmachinery,toensurethesafetyofshipnavigation.Amongthem,thecylinderofengineisoneofthekeypartsandanimportantindicatorofenginedurability,however,itswearresistanceofthesurfacewhichoftheenginelifeplayadecisiverole.Thecylinderworkingenvironment,poorlubricationconditions,excessivew

8、earofthereci

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