30, 6月 2022
表面粗糙度及附着力对轴瓦多聚物涂层疲劳强度影响

轴瓦的摩擦学性能、疲劳强度受到涂层表面粗糙度、涂层附着力、轴瓦合金材料性能、涂层性能、工况条件等众多因素影响。本文

涂层在固化成型后,涂层表面并非是绝对的光滑,如图1所示,涂层表面实际有无数个微凸峰。在摩擦磨损及蓝宝石疲劳试验初期,表面粗糙度会影响摩擦学性能和疲劳强度。但经历了初期的磨合阶段,在正常磨损阶段涂层的表面“峰”和“谷”被轴磨平,并适应工况(图2)。特别是蓝宝石疲劳强度测试,一个负载测试时间24小时,初始状态的表面粗糙度对长期的疲劳强度测试甚至台架测试影响较小。

轴瓦在进行疲劳强度测试时,经历脉冲式的高、低负载;同时轴作高速转动,轴瓦承受润滑油冲刷作用。因此,涂层的附着力高低直接影响涂层的疲劳强度。为提高涂层在轴瓦合金上的附着力,有以下方法:

A.轴瓦表面喷砂处理。将光滑的轴瓦(图3)表面通过喷砂、抛丸处理,增加合金层的表面粗糙度,在轴瓦表面形成细小的孔洞,液体涂层进入孔洞,在涂层固化过程中会以“机械锁”形式提高涂层的附着力(图4)。

B.涂层改性处理。涂层中主要成分为高分子树脂材料,依靠树脂材料的化学性能,涂层附着在轴瓦合金表面。由于轴瓦工作时从室温(冬季-30℃)升至80℃,甚至达到150℃以上,因此,树脂材料因具有良好的耐温性。如图5所示,树脂具有良好的耐温性和附着性。

多聚物轴瓦涂层表面粗糙度对轴瓦在正常磨损阶段及蓝宝石测试阶段的影响较小。摩擦学性能主要依赖于轴瓦涂层本身的性能,特别是树脂的物理、化学性能。

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