高温固体自润滑涂层的组织及性能VIP免费

第十一届国际热喷涂研讨会论文(ITSS’2008)第十二届全国热喷涂年会论文(CNTSC’2008)-21-高温固体自润滑涂层的组织及性能徐娜1，2，常新春2，张甲2，侯万良2，张春智2，全明秀2（1沈阳工业大学辽宁沈阳1101782中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016）①摘要：高温固体自润滑涂层由于其极好的附着性及摩擦学性能，已成为箔片空气轴承用高温固体润滑涂层的首选。本文对国外高温固体自润滑涂层的研究进展进行了综述，重点阐述了该涂层的摩擦学性能，并与本所研制的高温固体自润滑涂层的组织及性能进行了比较。结果表明，研制的涂层组织结构均匀，涂层结合强度明显高于国外，且低温摩擦学性能优于国外，高温摩擦学性能与国外相当。关键词：高温固体润滑涂层；摩擦学特性；等离子喷涂MicrostructureandPropertyofHighTemperatureSolidSelf-LubricantingCoatingsXuNa1,2,ChangXinchun2,ZhangJia2,HouWanliang2,ZhangChunzhi2,QuanMingxiu2（1ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110178,China2InstituteofMetalResearchChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China）Abstract:Thehightemperaturesolidself-lubricantingcoatingwithbetteradhesivepropertyandtribologicalpropertyisagoodcandidatetoapplyforthefoilairbearingassolidlubricantcoating.Inthispaperthedevelopmentofhightemperaturesolidself-lubricantingcoating,especiallyonthetribologicalproperty,wassummarized,andcomparedtomicrostructureandpropertyofhightemperaturesolidself-lubricantingcoatingfabricatedbyIMR.Theresultsshowthatcomparedtocoatingreportedbyabroad,thecoatingstudiedherepossessesuniformmicrostructure,higheradhesivestrength,goodlowandhightemperaturetribologicalproperty.Keywords:HighTemperatureSolidLubricantingCoating;TribologicalProperty;PlasmaSpray箔片空气轴承是动压气体轴承的主要形式，因其正常高速运行时以周围的空气作为润滑剂，大大拓宽了轴承的工作温度和速度，但是，在起动和停车阶段，由于速度低不足以形成气膜，致使轴和箔片之间产生滑动接触，引起严重磨损。因此，必须提供一种固体润滑剂来减小摩擦和磨损[1-2]。传统的固体润滑剂（如MoS2、石墨、PTFE）的使用温度被局限在300℃左右[3]，为了满足箔片空气轴承的使用温度（650℃），NASA格林研究中心从1995年开始致力于高温固体自润滑系列涂层研究。高温固体自润滑涂层（PS304）是采用等离子喷涂技术制备的复合镀层，表现出了极好的附着性和摩擦磨损性能，已成为箔片空气轴承用涂层的首选，其成分由60%NiCr、20%Cr2O3、10%Ag和10%BaF2/CaF2共晶体所组成，其中NiCr为粘合剂，Cr2O3为硬化剂和高温润滑剂，Ag为低温润滑剂且可提高涂层的热稳定性，BaF2/CaF2为高温润滑剂[4-5]。目前，未见国内对高温固体自润滑涂层的研究报道。本文综述了国外高温固体自润滑涂层的研究现状，重点介绍了该涂层的摩擦磨损性能，并将中国科学院金属研究所高温固体自润滑涂层的研究进展作以介绍。1高温固体自润滑涂层的组织结构及结合强度①本文通讯联系人：徐娜（沈阳工业大学辽宁沈阳110178，E-mail:xn8203@126.com）作者简介：徐娜（1982-），女，沈阳工业大学博士研究生，博士论文研究工作在中国科学院金属研究所进行。第十一届国际热喷涂研讨会论文(ITSS’2008)第十二届全国热喷涂年会论文(CNTSC’2008)-22-图1为国外制备的含有不同形貌共晶BaF2/CaF2粉末的高温固体自润滑涂层涂层的横截面SEM相片。两种涂层与基体结合均良好，涂层具有等离子喷涂的典型层状显微结构特征，涂层内部各组分分布较均匀，共晶BaF2/CaF2粉末的形貌对制备的高温固体自润滑涂层涂层的组织结构影响不大。图2为金属所研制的高温固体自润滑涂层的同倍数横截面SEM相片，可见，涂层与基体结合良好，涂层也具有典型的层状显微结构，但涂层内部各组分分布更加弥散均匀，各组分熔化良好，涂层孔隙率较小。能谱分析结果表明，涂层内灰色部分为NiCr，黑色部分为Cr2O3，白色部分为Ag，浅灰色部分为共晶BaF2/CaF2，可见，采用球形共晶BaF2/CaF2粉末的高温固体自润...