微造型与微纳米颗粒填充表面的摩擦学性能研究

摘要

越来越多的科研人员在研究气缸套表面微造型，并且在微造型技术上取得一定的进展。本文在气缸套试样表面微造型处理的基础上，向表面微坑中填充蛇纹石和二硫化钼微纳米颗粒，通过摩擦磨损试验，验证了其具有良好的减摩耐磨效果。
　　首先根据气缸套-活塞环往复运动的特点，设计两种气缸套试样表面微造型方案:气缸套试样表面全部微造型和气缸套试样表面两端微造型，选取蛇纹石和二硫化钼两种微纳米颗粒，单一以及质量比为1∶1复合填充，分别在富油和贫油两种工况下，探究不同的试验方案对减摩耐磨性能的影响，同时利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪对磨损后气缸套试样表面形貌以及元素组成进行观察分析，探索减摩耐磨机理。利用不同时间的摩擦磨损试验，得到气缸套试样表面微坑中微纳米颗粒溢出率的变化。
　　试验结果表明:在富油工况时，相同的微纳米颗粒填充时，气缸套试样表面两端微造型方案的摩擦系数均小于表面全部微造型方案，摩擦系数最小的方案是气缸套试样表面两端微造型和蛇纹石二硫化钼微纳米颗粒复合填充，其摩擦系数为0.0794，比机械珩磨气缸套试样表面下降了13.99％。在贫油工况时，相同的微纳米颗粒填充时，气缸套试样表面全部微造型方案的抗粘着磨损时间均大于表面两端微造型方案，抗粘着磨损时间最长的方案是气缸套试样表面全部微造型和蛇纹石二硫化钼微纳米颗粒复合填充，抗粘着磨损时间为2367s，比机械珩磨气缸套试样表面增长了85.79％。在不同时间的试验中，气缸套试样表面微坑中的微纳米颗粒溢出率会随着时间的延长而逐渐下降并趋近于零。而且进行微造型并填充了微纳米颗粒的气缸套试样磨损后的表面形貌光滑平整，明显优于机械珩磨气缸套试样磨损后的表面形貌。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 气缸套的发展历程及现状

1．2．1 气缸套材料的发展历程及现状

1．2．2 气缸套表面处理技术的发展历程及现状

1．3 表面微造型处理技术的发展及现状

1．4 表面微造型处理技术的分类及应用

1．5 本文的主要研究工作

第2章 试样的制备

2．1 试验材料

2．1．1 气缸套和活塞环

2．1．2 微纳米颗粒

2．2 试样样品的制备

2．2．1 气缸套和活塞环试样的制备

2．2．2 微纳米颗粒的制备

2．2．3 填充微纳米颗粒的气缸套试样制备

2．3 试验方案

第3章 摩擦磨损试验数据分析

3．1 试验设备介绍

3．1．1 摩擦磨损试验机

3．1．2 其他检测设备

3．2 富油工况下摩擦磨损试验及分析

3．2．1 不同微纳米颗粒填充方案对摩擦系数的影响

3．2．2 不同气缸套试样表面微造型方案对摩擦系数的影响

3．2．3 对比机械珩磨方案

3．3 贫油工况下摩擦磨损试验及分析

3．3．1 不同微纳米颗粒填充方案对抗粘着磨损时间的影响

3．3．2 不同气缸套试样表面微造型方案对抗粘着磨损时间的影响

3．3．3 各个方案与机械珩磨对比

3．4 对气缸套试样表面微坑中微纳米颗粒溢出率的探索

3．5 本章小结

第4章 摩擦磨损机理的探究

4．1 气缸套试样磨损后的表面形貌

4．1．1 金相显微镜观察的气缸套试样表面形貌

4．1．2 扫描电子显微镜观察的气缸套试样表面形貌

4．2 气缸套试样磨损后的表面元素组成

4．3 减摩耐磨机理分析

第5章 结论与展望

5．1 本文结论

5．2 本文展望

参考文献

致谢

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