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关节轴承的内、外圈在服役时会发生相对滑动,当载荷增大时,内圈钢表面和外圈钢表面之间的摩擦系数增大,磨损加重,直接影响到关节轴承的使用寿命。因此,寻找一种用于内、外圈间新型的自润滑材料,开展关节轴承摩擦磨损领域方面的研究,对改善关节轴承钢/钢摩擦副之间的摩擦磨损性能、提高关节轴承的各项使用性能、延长轴承使用寿命有着十分重要的意义。固体润滑涂层作为一种特殊润滑材料,能有效解决苛刻工况条件下的润滑与磨损问题。在摩擦副表面实施固体润滑涂层既可显著降低摩擦系数、改善耐磨性能,又可简化设备润滑机构,延长设备使用寿命、提高设备可靠性。聚四氟乙烯(PTFE)作为一种高分子材料,具有高化学惰性、热稳定性好和较低的摩擦因数等优异性能,是目前制备高分子涂层最常用的润滑材料,但 PTFE也存在硬度低、磨损率高、易于团聚、难于分散、相容性较差等特点,这限制了它在机械和其他领域中的实际应用。因此,研究应用在关节轴承上的PTFE基减摩固体润滑涂层具有重要意义。 本文采用空气喷涂方法,以羟基丙烯酸树脂和环氧树脂为粘接剂,PTFE为固体润滑剂,石墨和二硫化钼为润滑添加剂,在轴承内圈外球面上制备粘结固体润滑涂层,利用 HSR-2M型球-盘高速往复式摩擦磨损试验机和 WS-2005型涂层附着力自动划痕仪分别测试固体润滑涂层的摩擦学性能和粘结性能,分析不同涂层配方、固化条件及摆动频率对喷涂固体润滑涂层的关节轴承摩擦学性能的影响规律。主要研究工作如下: 通过大量试验,优化出一种简单可行的关节轴承用PTFE基减摩涂层配方,通过对该涂层的摩擦学性能和粘接性能进行测试,分析不同固化条件对涂层摩擦学和粘接性能的影响规律,从而找到较优的固化条件。 采用优化出的涂层配方,在关节轴承内圈外球面上制备PTFE基减摩涂层,对喷涂前后的关节轴承进行摩擦磨损试验,探讨不同因素对关节轴承摩擦学性能的影响。 借助扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了喷涂前后关节轴承磨损表面的微观形貌及表面元素含量,探究不同涂层配方以及固化条件对关节轴承摩擦磨损机理的影响规律。研究结果对改善钢/钢摩擦副关节轴承的使用性能和使用寿命具有一定的参考意义。