陶瓷球軸承固體潤滑涂層制備與承載特性研究.pdf

1、固體潤滑陶瓷球軸承在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。滾動(dòng)體表面和滾道表面潤滑改性是軸承固體潤滑的重要來源，同時(shí)接觸表面改性對(duì)軸承內(nèi)部承載特性和疲勞壽命產(chǎn)生重要影響。本文對(duì)陶瓷球表面固體潤滑涂層的制備及固體潤滑陶瓷軸承的承載特性進(jìn)行研究，提出了三種陶瓷球表面制備自潤滑膜的工藝，建立了固體潤滑軸承內(nèi)部接觸分析的方法。
　　利用離子注入與沉積工藝在氮化硅陶瓷球和陶瓷片上制備了類金剛石（DLC）膜。陶瓷片表面較容易沉積均勻的DLC膜，而陶瓷球表

2、面制備DLC膜時(shí)，需要設(shè)計(jì)特定夾具，使球在離子注入沉積過程中自由滾動(dòng)。對(duì)制備的DLC膜的厚度、硬度、彈性模量、摩擦磨損等性能進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明此工藝在陶瓷片和陶瓷球表面制備的DLC膜分布均勻，具備較好的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能，具備較好的減摩抗磨性能。
　　利用球磨工藝在陶瓷球和鋼球表面制備了MoS2薄膜。對(duì)制備的MoS2膜的厚度、元素成分、摩擦磨損等性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明鋼球和陶瓷球表面制備的MoS2膜分布均勻，對(duì)表面粗糙度影響較小，改

3、善了基體材料的抗磨性能。
　　利用轉(zhuǎn)移法在陶瓷球表面制備聚四氟乙烯（PTFE）基復(fù)合材料潤滑膜。完成了轉(zhuǎn)移膜制備試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和初步試驗(yàn)。
　　利用ANSYS軟件對(duì)陶瓷球軸承的承載特性進(jìn)行分析，分別對(duì)無表面改性膜球—平面基體、球—軸承溝道、球—帶表面改性膜平面基體三種模型進(jìn)行了接觸分析。結(jié)果表明ANSYS最大等效應(yīng)力為赫茲接觸應(yīng)力的60％～80%，而表面改性薄膜對(duì)接觸應(yīng)力大小和分布深度均產(chǎn)生影響，適當(dāng)設(shè)計(jì)改性膜層厚