小口径无缝钢管涂层的摩擦学性能分析 www.lcdsgs.com
小口径无缝钢管涂层的摩擦学性能主要取决于金属基体材料的力学性能及摩擦过程中基材表面固体润滑膜不断形成、补充并转移至对偶材料的能力。目前，小口径毛细管对自润滑涂层的研究分为金属基，非金属基和陶瓷基，其中以自润滑陶瓷基涂层研究为多；在陶瓷涂层中加入固体润滑剂实现自润滑已成为解决苛刻工况下机械使用和润滑的一条重要途径，添加BaF2,CaF2,MoS2,Mo等物质制备自润滑零件成为该领域研究发展的一种趋势。目前在20号小口径无缝钢管表面制备陶瓷涂层的方法主要有以下几种。
一、等离子喷涂法。
等离子喷涂技术由于等离子焰流热量高度集中，流速快，气氛可控，故可获得高质量的涂层，无论是涂层与工件表面的结合强度， 45号小口径无缝管涂层本身的强度、密度和纯洁度，还是喷涂时的沉积效率和沉积率都比较高。研究表明，等离子喷涂纳米硫化亚铁自润滑涂层能够有效地减少摩擦面的摩擦和磨损，等离子喷涂制得的涂层主要由纳米结构的硫化亚铁颗粒所构成。摩擦磨损试验结果表明该涂层具有明显优于热处理后 GCr15轴承钢无缝管的摩擦磨损性能，摩擦系数降低了1/3~1/2，磨损体积减小50%~70%，而且在真空条件下的摩擦磨损性能比在大气压下还要好。
二、激光熔覆法。
激光熔覆法是在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之与基体表面薄层同时熔化，并快速凝固，形成与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。据报道，用激光熔覆法在 45号无缝钢管表面熔覆Ni45-CaF2-WS2粉末制备自润滑复合涂层，经摩擦性能测试表明，复合自润滑涂层的摩擦因数显著降低。
三、激光熔覆技术和等离子喷涂技术相结合。
将这两种技术相结合可使某些性能大幅度提高。据报道，以纳米Al2O3粉末为填料，采用激光重熔等离子喷涂技术在45号钢表面制备了纳米改性复合陶瓷涂层。结果表明，在激光的作用下，原等离子喷涂层的片层状组织得以消除。与单一等离子喷涂所获得的陶瓷涂层相比，纳米改性后的陶瓷涂层致密化程度明显提高，耐腐蚀性能也得到了明显的改善。
四、固相反应法。
固相反应法工艺简单，不需要昂贵的设备，制备的陶瓷涂层与金属基体结合强度高，涂层性能良好。据报道，以SiO2和Al为主要骨料，采用固相反应法在 gb3087无缝钢管表面制备了性能优异的SiO2基陶瓷涂层，其磨粒磨损和粘着磨损的相对耐磨性分别提高2.23倍和3.6倍。另据报道，以Mo 粉、Fe粉、Ni 粉、Al粉、Fe-B粉为基本原料，制备出成型料浆，采用刷涂法在钢基体表面形成涂层，在真空烧结炉中经固相反应制备三元硼化物陶瓷涂层，该涂层具有较好的抗热震性能和耐磨性
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