高温固体自润滑涂层的组织及性能

高温固体自润滑涂层的组织及性能

1,222222徐娜,常新春,张甲,侯万良,张春智,全明秀

①(1沈阳工业大学 辽宁沈阳 110178 2 中国科学院金属研究所 辽宁沈阳 110016)

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

Microstructure and Property of High Temperature Solid Self-Lubricanting Coatings

Xu Na1,2, Chang Xinchun2, Zhang Jia2, Hou Wanliang2, Zhang Chunzhi2, Quan Mingxiu2

(1 Shenyang University of Technology, Shenyang 110178, China

2 Institute of Metal Research Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)

Abstract: The high temperature solid self-lubricanting coating with better adhesive property and tribological property is a good candidate to apply for the foil air bearing as solid lubricant coating. In this paper the development of high temperature solid self-lubricanting coating, especially on the tribological property, was summarized, and compared to microstructure and property of high temperature solid self-lubricanting coating fabricated by IMR. The results show that compared to coating reported by abroad, the coating studied here possesses uniform microstructure, higher adhesive strength, good low and high temperature tribological property.

Key words: High Temperature Solid Lubricanting Coating; Tribological Property; Plasma Spray

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@http://www.wendangwang.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。

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