一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法技术

本发明专利技术主要针对固体自润滑涂层的粘蚀与磨损性能进行检测与评估，通过此，来表征固体润滑涂层摩擦副的高温使用寿命，以解决高温自润滑涂层的抗粘着磨损问题。本发明专利技术方法包括采用高速气流产生高速高温金属熔滴，对固体自润滑涂层表面产生粘蚀破坏，记录并计算金属熔滴在自润滑涂层表面的粘蚀水平；采用定时抛磨清理，计量分析高温状态下自润滑涂层的磨损剥落速率四大步骤，并同时提供一套实验专用夹具。本发明专利技术同现有技术相比，能够解决高温自润滑涂层粘着磨损问题，能够对固体自润滑涂层的抗粘蚀磨损性能进行检测与评估。

【技术实现步骤摘要】
一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法
本专利技术属于涂层性能检测
，涉及一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法。
技术介绍
固体自润滑涂层的摩擦性能优良、承载能力强、耐磨性较高、时效性良好，可以应用于不能使用润滑油脂的摩擦副和环境恶劣的场合。但是，固体自润滑涂层无冷却作用，随着摩擦副温度升高，必然碰到磨损问题，如由固体自润滑涂层中的固体剥落颗粒引起的磨粒磨损，以及自身寿命周期过程中的疲劳磨损问题，以及摩擦副中所含金属相产生的粘着磨损问题，且以粘着磨损问题尤为突出。分析其主要原因是：高温状态下，固体自润滑涂层内的金属粒子变为流体后，起润滑作用，但流动的金属相必然会产生粘着，这对采用固体润滑摩擦副的使用寿命产生重要影响，因此，必须对固体自润滑涂层高温状态下的抗粘蚀能力进行定量表征，但检索以往的文献，有关高温固体自润滑涂层的抗粘蚀性能检测与评价的方法，多为依托数值软件仿真与理论估算，针对该问题的定量描述的相关技术还未见报道。
技术实现思路
针对上述现有技术状况，本专利技术的目的在于，针对固体自润滑涂层的粘蚀与磨损问题，提供一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，通过该方法来表征固体自润滑涂层摩擦副的高温使用寿命问题。现将本专利技术的技术解决方案叙述如下：本专利技术一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：生成固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴：步骤1.1：采用高速气流产生高速高温金属熔滴，并对固体自润滑涂层表面产生粘蚀破坏；步骤1.2：通过在丝材端部的电弧将均匀送入的金属丝材在通电时瞬时高温熔化，同时输入的高压气流加速将金属熔滴雾化，并喷射到待测固体自润滑涂层表面形成粘蚀表面层；步骤2：评价固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴：步骤2.1：根据金属丝材的熔点选择相应的参数，将高速金属熔滴对固体自润滑涂层表面产生粘蚀；对沉积过程进行监控，确定规定时间内，待检测涂层表面金属粒子的沉积量并记录；步骤2.2：根据式(1)计算待测涂层的粘蚀率：式中：Z为金属熔滴平均粘蚀率；gi,g0分别为待测试样粘蚀前后的质量；Δt为熔滴粘蚀时间；A为待测试样的粘蚀表面积；根据记录并计算金属熔滴在固体自润滑涂层表面的粘蚀水平；步骤3：剥离固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴步骤3.1：采用定时抛磨清理计量，分析高温状态下固体自润滑涂层的磨损剥落速率；步骤3.2：抛磨盘选择不同的转速，进入粘蚀试样的抛磨工序；步骤3.3：通过变频器调速，直接获得给定转速；设置速度为r，设定相应的时间间隔，对抛磨后的试样质量分别定时记录涂层表面粘蚀熔滴的抛磨质量，(磨抛清理原理见图3)；步骤4：评价固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴的剥离能力根据式(2)，分析计算固体自润滑涂层表面粘蚀物的单位面积抛磨速率；式中：fi为单位时间的平均抛磨率；gi,gi-1分别为待测试样第i次抛磨前后的质量；ti,ti-1分别为待测试样第i次抛磨前后的时间；A为待测试样的粘蚀表面积；R为试样在抛磨盘的位置与盘中心的距离；r为抛磨盘的转速。本专利技术进一步提供一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：上述步骤1中所述的“生成固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴”的具体过程为(图1)：电源1提供给送丝机构3与电极9直流电源，驱动送丝机构3的电机旋转，为电极9提供瞬时热量；高压气源2通过气路8为喷枪5提供大流量的压缩气流，促使通过3送入的金属丝材4在电极9端将均匀送进的金属丝材熔化、瞬时脱离，经收敛扩张喷嘴加速后的超音速气流将熔化的丝材雾化为粒度细小的熔滴，形成高速飞行的金属熔滴，对固定于具有固定角度的专用夹具7上的待测固体自润滑涂层试样6表面，形成粘蚀层；记录与计算，建立高温固体自润滑涂层表面与粘蚀物的关系与特征。本专利技术进一步提供一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：上述步骤3中所述的“剥离固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴”具体实施条件为(图2)：根据磨损的特点，设计专用夹具7，根据待测试样6的结构特点，在30mm×300mm×100mm的钢板上，钻四组不同角度的直径Φ30mm盲孔，并在盲孔底部钻直径Φ10mm通孔，中心顶部铣Φ30×5mm槽，用于待测试样6的夹置和拆卸；将待检测试样6通过固定螺钉固定于试样固定结构19，调整滑块17位置，并通过支撑结构22上的标尺18计算出试样距离抛磨盘12中心的距离。本专利技术进一步提供一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：上述步骤3中所述的“剥离固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴”的具体实施过程为(图3)：调速电机13通过皮带14驱动装有给定的砂纸11的抛磨盘12进行旋转；试样抛磨专用夹具由滑块17、支撑结构22、试样固定结构19、负载托盘15以及连杆16组成，并通过支撑结构22紧固于抛磨机结构体上方；支撑结构22镶嵌标尺18；滑块17设置固定螺孔21；试样固定结构19设置试样固定螺孔20；调速电机13通过皮带14驱动装有给定目数砂纸11的抛磨盘12进行旋转，与表面已产生粘蚀层的固体自润滑涂层试样6形成摩擦副，对磨并通过计时确定其抛磨量。本专利技术方法能够解决高温固体自润滑涂层粘着磨损问题，能够对固体自润滑涂层的抗粘蚀磨损性能进行检测与评估。附图说明图1金属粒子粘蚀实验原理示意图图2待测试样专用夹具示意图图3磨抛清理实验原理示意图图4固体自润滑涂层的抗粘蚀性能其中：1电源，2高压气源，3送丝机构，4金属丝材，5喷枪，6待测试样，7专用夹具，8气路，9电极，10工作台，11砂纸，12抛磨盘，13调速电机，14转动皮带，15负载托盘，16连杆，17滑块，18标尺，19试样固定结构，20试样固定螺孔，21滑块固定螺孔，22支撑结构。具体实施方式现结合附图和附表对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。参见图1、2、3：本专利技术方法实施过程中，分别在90°、60°、45°、30°角度进行固体自润滑涂层的粘蚀：步骤1.将待检测固体自润滑涂层试样以固定角度(30°、45°、60°、90°)安装于专用夹具上，将喷枪轴线与夹具表面垂直，并将喷枪与夹具的距离调整至约200mm。将Φ2mm金属丝材装置于送丝机构，调整到位后，以如下顺序实施：启动电源，供气，调整电流、电压，启动送丝机构，设定时间约为1min，并记录相关参数；步骤2.确定规定时间内，待检测涂层表面金属粒子的沉积量并记录。同时，采用秒表记录粘蚀过程，用电子天平记录粘蚀物沉积量。根据公式(1)记录，待检测涂层表面单位面积的金属熔滴沉积率；步骤3.将待检测试样通过固定螺钉固定于试样固定结构，调整滑块位置，并通过支撑结构上的标尺计算出试样距离抛磨盘中心的距离，将1000目圆形砂纸装置于抛磨盘；启动调速电机，设定抛磨旋转速率、时间，观察并记录涂层表面粘蚀熔滴的磨损质量；步骤4.根据公式(2)计算单位面积上粘蚀熔滴的磨损率。实施例：参见图4：是实验所得到的固体自润滑涂层与基体进行熔滴沉积的粘蚀效果。其中横坐标代表式样安装于专用夹具上的不同角度，纵坐标代表不同的实验设定时间；实验分别给出了不同类型涂层以及金属基体进行熔滴沉积后的粘着质量变化图，在相同的表面积上，不同试样的同一角度进行相比较可以看出NiCoCr固体自润滑涂层(65wt％)试样粒子沉积后的质量最小。在表1中，得到本实施例的抛磨实验结果。选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：生成固体润滑涂层表面粘蚀金属熔滴：步骤1.1：采用高速气流产生高速高温金属熔滴，并对固体自润滑涂层表面产生粘蚀破坏；步骤1.2：通过在丝材端部的电弧将均匀送入的金属丝材在通电时瞬时高温熔化，同时输入的高压气流加速将金属熔滴雾化，并喷射到待测自润滑涂层表面形成粘蚀表面层；步骤2：评价固体润滑涂层表面粘蚀金属熔滴：步骤2.1：根据金属丝材的熔点选择相应的参数，将高速金属熔滴对固体自润滑涂层表面产生粘蚀；对沉积过程进行监控，确定规定时间内，待检测涂层表面金属粒子的沉积量并记录；步骤2.2：根据式(1)计算待测涂层的粘蚀率：Z=gi-g0ΔtA---(1)]]>式中：Z为金属熔滴平均粘蚀率；gi,g0分别为待测试样粘蚀前后的质量；Δt为熔滴粘蚀时间；A为待测试样的粘蚀表面积；根据记录并计算金属熔滴在自润滑涂层表面的粘蚀水平；步骤3：剥离固体润滑涂层表面粘蚀金属熔滴步骤3.1：采用定时抛磨清理计量，分析高温状态下自润滑涂层的磨损剥落速率；步骤3.2：抛磨盘选择不同的转速，进入粘蚀试样的抛磨工序；步骤3.3：通过变频器调速，直接获得给定转速；设置速度为r，设定相应的时间间隔，对抛磨后的试样质量分别定时记录涂层表面粘蚀熔滴的抛磨质量，(磨抛清理原理见图3)；步骤4：评价固体润滑涂层表面粘蚀金属熔滴的剥离能力根据式(2)，分析计算自润滑涂层表面粘蚀物的单位面积抛磨速率；fi=gi-gi-1(ti-ti-1)A·2πR·r,i≥1---(2)]]>式中：fi为单位时间的平均抛磨率；gi,gi‑1分别为待测试样第i次抛磨前后的质量；ti,ti‑1分别为待测试样第i次抛磨前后的时间；A为待测试样的粘蚀表面积；R为试样在抛磨盘的位置与盘中心的距离；r为抛磨盘的转速。...

【技术特征摘要】
1.一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：生成固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴：步骤1.1：采用高速气流产生高速高温金属熔滴，并对固体自润滑涂层表面产生粘蚀破坏；步骤1.2：通过在丝材端部的电弧将均匀送入的金属丝材在通电时瞬时高温熔化，同时输入的高压气流加速将金属熔滴雾化，并喷射到待测固体自润滑涂层表面形成粘蚀表面层；步骤2：评价固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴：步骤2.1：根据金属丝材的熔点选择相应的参数，将高速金属熔滴对固体自润滑涂层表面产生粘蚀；对沉积过程进行监控，确定规定时间内，待检测涂层表面金属粒子的沉积量并记录；步骤2.2：根据式(1)计算待测涂层的粘蚀率：式中：Z为金属熔滴平均粘蚀率；gi,g0分别为待测试样粘蚀前后的质量；Δt为熔滴粘蚀时间；A为待测试样的粘蚀表面积；根据记录并计算金属熔滴在固体自润滑涂层表面的粘蚀水平；步骤3：剥离固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴步骤3.1：采用定时抛磨清理计量，分析高温状态下固体自润滑涂层的磨损剥落速率；步骤3.2：抛磨盘选择不同的转速，进入粘蚀试样的抛磨工序；步骤3.3：通过变频器调速，直接获得给定转速；设置速度为r，设定相应的时间间隔，对抛磨后的试样质量分别定时记录涂层表面粘蚀熔滴的抛磨质量；步骤4：评价固体自润滑涂层表面粘蚀金属熔滴的剥离能力根据式(2)，分析计算固体自润滑涂层表面粘蚀物的单位面积抛磨速率；式中：fi为单位时间的平均抛磨率；gi,gi-1分别为待测试样第i次抛磨前后的质量；ti,ti-1分别为待测试样第i次抛磨前后的时间；A为待测试样的粘蚀表面积；R为试样在抛磨盘的位置与盘中心的距离；r为抛磨盘的转速。2.根据权利要求1所述的一种固体自润滑涂层抗粘蚀性能检测方法，其特征在于：步骤1中所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓静，陈小虎，侯根良，夏杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军第二炮兵工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61