一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法
2023-06-14 18:11:06
一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法
【專利摘要】本發明主要針對固體自潤滑塗層的粘蝕與磨損性能進行檢測與評估，通過此，來表徵固體潤滑塗層摩擦副的高溫使用壽命，以解決高溫自潤滑塗層的抗粘著磨損問題。本發明方法包括採用高速氣流產生高速高溫金屬熔滴，對固體自潤滑塗層表面產生粘蝕破壞，記錄並計算金屬熔滴在自潤滑塗層表面的粘蝕水平；採用定時拋磨清理，計量分析高溫狀態下自潤滑塗層的磨損剝落速率四大步驟，並同時提供一套實驗專用夾具。本發明同現有技術相比，能夠解決高溫自潤滑塗層粘著磨損問題，能夠對固體自潤滑塗層的抗粘蝕磨損性能進行檢測與評估。
【專利說明】-種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於塗層性能檢測【技術領域】，設及一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方 法。
【背景技術】
[0002] 固體潤滑塗層的摩擦性能優良、承載能力強、耐磨性較高、時效性良好，可W應用 於不能使用潤滑油脂的摩擦副和環境惡劣的場合。但是，固體潤滑塗層無冷卻作用，隨著摩 擦副溫度升高，必然碰到磨損問題，如由自潤滑塗層中的固體剝落顆粒引起的磨粒磨損，W 及自身壽命周期過程中的疲勞磨損問題，W及摩擦副中所含金屬相產生的粘著磨損問題， 且W粘著磨損問題尤為突出。分析其主要原因是；高溫狀態下，固體潤滑塗層內的金屬粒子 變為流體後，起潤滑作用，但流動的金屬相必然會產生粘著，該對採用固體潤滑摩擦副的使 用壽命產生重要影響，因此，必須對自潤滑塗層高溫狀態下的抗粘蝕能力進行定量表徵，但 檢索W往的文獻，有關高溫自潤滑塗層的抗粘蝕性能檢測與評價的方法，多為依託數值軟 件仿真與理論估算，針對該問題的定量描述的相關技術還未見報導。
【發明內容】
[0003] 針對上述現有技術狀況，本發明的目的在於，針對固體自潤滑塗層的粘蝕與磨損 問題，提供一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法，通過該方法來表徵固體潤滑塗層摩 擦副的高溫使用壽命問題。
[0004] 現將本發明的技術解決方案敘述如下；
[0005] 本發明一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法，其特徵在於：包括W下步驟：
[0006] 步驟1 ;生成固體潤滑塗層表面粘蝕金屬烙滴：
[0007] 步驟1. 1 ;採用高速氣流產生高速高溫金屬烙滴，並對固體自潤滑塗層表面產生 粘蝕破壞；
[000引步驟1. 2 ;通過在絲材端部的電弧將均勻送入的金屬絲材在通電時瞬時高溫烙 化，同時輸入的高壓氣流加速將金屬烙滴霧化，並噴射到待測自潤滑塗層表面形成粘蝕表 面層；
[0009] 步驟2 ;評價固體潤滑塗層表面粘蝕金屬烙滴；
[0010] 步驟2. 1 ;根據金屬絲材的烙點選擇相應的參數，將高速金屬烙滴對固體自潤滑 塗層表面產生粘蝕；對沉積過程進行監控，確定規定時間內，待檢測塗層表面金屬粒子的沉 積量並記錄；
[ocm] 步驟2. 2 ;根據式（1)計算待測塗層的粘蝕率： 閨z =甘 (1)
[0013] 式中；Z為金屬烙滴平均粘蝕率；g。g。分別為待測試樣粘蝕前後的質量；A t為烙 滴粘蝕時間；A為待測試樣的粘蝕表面積；
[0014] 根據記錄並計算金屬烙滴在自潤滑塗層表面的粘蝕水平；
[0015] 步驟3 ;剝離固體潤滑塗層表面粘蝕金屬烙滴
[0016] 步驟3. 1 ;採用定時拋磨清理計量，分析高溫狀態下自潤滑塗層的磨損剝落速率；
[0017] 步驟3. 2 ;拋磨盤選擇不同的轉速，進入粘蝕試樣的拋磨工序；
[0018] 步驟3. 3 ;通過變頻器調速，直接獲得給定轉速；設置速度為r，設定相應的時間間 隔，對拋磨後的試樣質量分別定時記錄塗層表面粘蝕烙滴的拋磨質量，（磨拋清理原理見圖 3);
[0019] 步驟4 ;評價固體潤滑塗層表面粘蝕金屬烙滴的剝離能力
[0020] 根據式（2)，分析計算自潤滑塗層表面粘蝕物的單位面積拋磨速率；
[0021]
【權利要求】
1. 一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法，其特徵在於：包括以下步驟： 步驟1:生成固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴： 步驟1.1:採用高速氣流產生高速高溫金屬熔滴，並對固體自潤滑塗層表面產生粘蝕 破壞； 步驟1. 2 :通過在絲材端部的電弧將均勻送入的金屬絲材在通電時瞬時高溫熔化，同 時輸入的高壓氣流加速將金屬熔滴霧化，並噴射到待測自潤滑塗層表面形成粘蝕表面層； 步驟2 :評價固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴： 步驟2. 1 :根據金屬絲材的熔點選擇相應的參數，將高速金屬熔滴對固體自潤滑塗層 表面產生粘蝕；對沉積過程進行監控，確定規定時間內，待檢測塗層表面金屬粒子的沉積量 並記錄； 步驟2. 2 :根據式（1)計算待測塗層的粘蝕率：
式中：Z為金屬熔滴平均粘蝕率；gi，g(l分別為待測試樣粘蝕前後的質量；△t為熔滴粘 蝕時間；A為待測試樣的粘蝕表面積； 根據記錄並計算金屬熔滴在自潤滑塗層表面的粘蝕水平； 步驟3 :剝離固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴 步驟3. 1 :採用定時拋磨清理計量，分析高溫狀態下自潤滑塗層的磨損剝落速率； 步驟3. 2 :拋磨盤選擇不同的轉速，進入粘蝕試樣的拋磨工序； 步驟3. 3 :通過變頻器調速，直接獲得給定轉速；設置速度為r，設定相應的時間間隔， 對拋磨後的試樣質量分別定時記錄塗層表面粘蝕熔滴的拋磨質量，（磨拋清理原理見圖 3)； 步驟4 :評價固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴的剝離能力 根據式（2)，分析計算自潤滑塗層表面粘蝕物的單位面積拋磨速率；
式中：A為單位時間的平均拋磨率；gi，gH分別為待測試樣第i次拋磨前後的質量；b分別為待測試樣第i次拋磨前後的時間；A為待測試樣的粘蝕表面積；R為試樣在拋 磨盤的位置與盤中心的距離；r為拋磨盤的轉速。
2. 根據權利要求1所述的一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法，其特徵在於：步 驟1中所述的"生成固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴"的具體過程為：電源1提供給送絲 機構3與電極9直流電源，驅動送絲機構3的電機旋轉，為電極9提供瞬時熱量；高壓氣源 2通過氣路8為噴槍5提供大流量的壓縮氣流，促使通過3送入的金屬絲材4在電極9端 將均勻送進的金屬絲材熔化、瞬時脫離，經收斂擴張噴嘴加速後的超音速氣流將熔化的絲 材霧化為粒度細小的熔滴，形成高速飛行的金屬熔滴，對固定於具有固定角度的專用夾具7 上的待測固體潤滑塗層試樣6表面，形成粘蝕層；記錄與計算，建立高溫自潤滑塗層表面與 粘蝕物的關係與特徵。
3. 根據權利要求1所述的一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法，其特徵在於：步 驟3中所述的"剝離固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴"具體實施條件為：根據磨損的特點， 設計專用夾具7,根據待測試樣6的結構特點，在30mmX300mmX IOOmm的鋼板上，鑽四組不 同角度的直徑?30mm盲孔，並在盲孔底部鑽直徑OlOmm通孔，中心頂部銑?30 X 5mm槽， 用於待測試樣6的夾置和拆卸；將待檢測試樣6通過固定螺釘固定於試樣固定結構19,調 整滑塊17位置，並通過支撐結構22上的標尺18計算出試樣距離拋磨盤12中心的距離。
4.根據權利要求1所述的一種固體自潤滑塗層抗粘蝕性能檢測方法，其特徵在於：步 驟3中所述的"剝離固體潤滑塗層表面粘蝕金屬熔滴"的具體實施過程為：調速電機13通 過皮帶14驅動裝有給定的砂紙11的拋磨盤12進行旋轉；試樣拋磨專用夾具由滑塊17、支 撐結構22、試樣固定結構19、負載託盤15以及連杆16組成，並通過支撐結構22緊固於拋 磨機結構體上方；支撐結構22鑲嵌標尺18 ;滑塊17設置固定螺孔21 ;試樣固定結構19設 置試樣固定螺孔20 ;調速電機13通過皮帶14驅動裝有給定目數砂紙11的拋磨盤12進行 旋轉，與表面已產生粘蝕層的固體潤滑塗層試樣6形成摩擦副，對磨並通過計時確定其拋 磨量。
【文檔編號】G01N17/00GK104502257SQ201410619763
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】袁曉靜, 陳小虎, 侯根良, 夏傑 申請人:中國人民解放軍第二炮兵工程大學