活塞销材料上沉积CrN涂层的摩擦学性能研究

摘要

高强化柴油机在研制过程中出现了连杆小头轴承衬套松脱、异常磨损、胶合等故障,影响了高强化柴油机的可靠性.本文在高强化柴油机活塞销材料(20CrMo)上沉积了CrN涂层.应用销-盘实验研究了室温、300°C、500°C、700°C和900°C等干摩擦环境下CrN涂层与QSn7-0.2配副以及20CrMo与QSn7-0.2配副的摩擦学性能差异.与此同时,还探讨了不同接触压力和不同转速下两种配副在重载车辆传动油(5W/40)润滑下的摩擦学性能.应用三维形貌仪对磨痕进行了观测,并根据测试结果计算了磨损体积和磨损率.实验表明:在干摩擦状态下,CrN涂层与QSn7-0.2配副相对于20CrMo与QSn7-0.2配副表现出更稳定的摩擦系数、较低的磨损率和较好的抗黏着磨损性能;在5W/40润滑下,CrN涂层与QSn7-0.2配副在接触压力较大或较小的大部分区域都具有相对较低的平均摩擦系数,且磨损体积极小.