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摘要本实验采用等离子喷涂技术，通过不同配比的钼粉，在激光毛化的基体材料进行热喷涂，再用XRD衍射进行物相分析。以喷钼的活塞环为基准，采用控制变量法，通过比较镀铬、织构等表面处理技术的活塞环，以及改变速度、载荷量，探究其摩擦行为的差别及其磨损机制。实验表明喷钼和镀铬活塞环在贫油状态下，磨损率较铸铁活塞环降低40%左右。镀铬活塞环摩擦系数与铸铁活塞环相比降低20-30%，进一步织构化处理后，摩擦系数进一步降低10%-15%，磨损率降低15%左右，同时发现在一定范围内织构化密度和直径与摩擦系数呈正相关。速度、载荷对摩擦行为的实验表明，活塞环运动速度增加，摩擦系数增加；载荷增加，摩擦系数也增加。33451
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关键词 活塞环 等离子体喷钼 织构 表面处理
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Preparation of the molybdenum coating piston ring surface and its influence on the tribological behavior
Abstract
In this experiment, plasma spraying , by different proportions of molybdenum powder, is adopted , thermal spraying in laser texturing of substrate before plasma spraying, and then XRD diffraction phase analysis is applied. By using control variable methods, molybdenum piston ring is regarded as a reference, by comparison chrome, texture and other surface treatment technology piston rings, as well as changing the speed, load capacity, to explore the differences and friction behavior and wear mechanism. The test shows that, in oil lubricating condition, the wear rate of the Mo coated piston ring and the Cr coated piston ring, decreased about 40% and the friction coefficient of Cr decreased about 20%-30%. Then texture the Cr coated piston rings, we found that the friction coefficient decreased about 10%-15%, the wear rate decreased about 15%, and the friction coefficient and wear rate have positively correlation with the diameter and density of the texture. Besides, when we increased the ring’s load and velocity, the friction coefficient increased too.
Keywords piston ring the plasma spraying Molybdenum texture surface treatment
目 次
1 引言 1
1.1活塞环-缸套摩擦副 2
1.2表面处理技术 7
1.3活塞环-缸套的应用研究 11
1.4本课题的研究内容及研究目的 11
2实验步骤与表征方法 13
2.1实验流程 13
2.2实验材料 13
2.3样品制备 13
2.4微观分析所用仪器 16
2.5摩擦学性能的测试 16
3实验结果与分析 19
3.1 喷钼活塞环的金相图 19
3.2 XRD衍射分析 20
3.3活塞环喷钼层与镀铬层的SEM分析 20
3.3各活塞环硬度测量 21
3.4摩擦学性能测量 21
4 结论 29
致 谢 30
参考文献31
1 引言
摩擦学的发展史，就是人们以润滑为手段，与摩擦斗智斗勇的历史。有摩擦很大可能产生磨损，磨损是摩擦结果的一种表现出来的方式，是指摩擦副几何尺寸变小，摩擦副降低或失去原有设计所规定的功能，继续使用将可能影响运动系统的可靠性与安全性，润滑是为了避免或者减小磨损程度。英国物理学家牛顿(Isaac Newton, 1643—1727)研究了流体运动的阻力，提出了牛顿黏性定律。英国的托尔发表了第一篇关于轴承摩擦的实验报告，发现轴承中的油膜具有高压力。与此同时，雷诺根据托尔的发现，在黏性流体力学上建立了微分方程，是在润滑膜中产生的压力分布的，从理论上证明了因轴颈旋转而在油膜中产生高压力(即高承载力)的现象[1]。通常的采用润滑材料，相对于流体和液体润滑，固体润滑以其优异的性能获得了广泛的认同，为解决高低温下的摩擦磨损问题提供支持，同时在高载荷、强辐射以及超高真空等条件下，也有了一定的帮助[2]。