基于新工艺的轴瓦复合涂层结构设计与性能优化研究
编号:133
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更新:2025-04-17 17:02:51
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口头报告
摘要
针对柴油机轴瓦的应用工况需求,轴瓦材料表面应具备优异的高承载能力、抗咬合性、嵌合性以及良好的减摩耐磨等性能。目前,单一均质的轴瓦材料无法同时满足上述功能,开发高性能多层复合轴瓦材料及其表面制备技术是解决当下或未来阶段高端船用传动机构先进设计和制造极限需求的重要手段之一。研究表明:双金属轴瓦是国内外研究与工程应用的热点,其中,支撑层为低碳钢,减摩层为铜基合金。在此基础之上,进一步采用离子束辅助沉积技术设计了新型复合自润滑涂层:Ni-AlSn25Cu-Ag和Ni-AlSn25Cu-WS2,这是提高轴瓦服役性能、改善轴瓦稳定性与可靠性的主要途径。通过模拟润滑和无润滑条件下的摩擦磨损试验,结果显示:这两类涂层样品与40Cr及Si3N4对磨球之间均展现出优异的摩擦学性能。此外,固体润滑层Ag的引入,有效结合了AlSn25Cu涂层的承载能力和Ag涂层低剪切作用的自润滑性能,产生了显著的协同润滑作用。在摩擦过程中产生的氧化摩擦层(物)对基体和对磨球具有一定保护作用,能够降低摩擦系数,减少基材的磨损程度,有利于维持良好的服役性能。经过模拟实际应用场景下的咬合强度试验和疲劳跑合台架试验,进一步验证新工艺制备的轴瓦材料具备优异的抗咬合性,显著延长了服役寿命。这一系列研究结果将为复合涂层轴瓦的延寿增效提供理论与数据支撑。
关键词
柴油发动机;轴瓦;复合涂层;摩擦磨损;固体润滑
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