活塞环表面MoS_(2)薄膜在干摩擦和贫油润滑条件下的摩擦学性能研究

作     者：李楠 车银辉 王铭昌 LI Nan;CHE Yinhui;WANG Mingchang

作者机构：苏州热工研究院有限公司广东深圳518000 

出 版 物：《材料保护》 (Materials Protection)

年 卷 期：2024年第57卷第3期

页      面：80-87页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：活塞环-缸套 MoS_(2)薄膜 磁控溅射 摩擦磨损性能 

摘      要：大功率、长冲程和高爆发压柴油机是交通运输、工程机械、国防装备和核电应急发电机领域的重要动力设备。柴油机关键运动副活塞环-缸套在冷/热启动时,缸套的上下止点位置处于干摩擦或贫油润滑状态,易发生局部异常磨损导致动力性能丧失。为抑制活塞环-缸套运动副的异常磨损,采用磁控溅射技术在活塞环表面制备了MoS_(2)薄膜;利用SRV-IV微动摩擦磨损试验机模拟柴油机频繁冷/热启动工况,评价了表面附加MoS_(2)薄膜的活塞环与缸套摩擦副的摩擦学性能;利用扫描电镜(SEM)表征了MoS_(2)薄膜微观结构和摩擦前后摩擦副的表面形貌。结果表明:相比于原始CKS活塞环-缸套,MoS_(2)薄膜活塞环-缸套在干摩擦条件下的摩擦系数从1.07大幅降低至0.11,缸套磨损率从8.61×10^(-6) mm^(3)/(N·m)降低至3.71×10^(-8) mm^(3)/(N·m);在常温贫油条件下摩擦系数从0.18降低至0.11,磨损率从1.43×10^(-7) mm^(3)/(N·m)降低至3.22×10^(-8) mm^(3)/(N·m);在高温贫油条件下摩擦系数从0.12降低至0.08,磨损率从7.08×10^(-8) mm^(3)/(N·m)降低至1.12×10^(-8 )mm^(3)/(N·m);摩擦过程中活塞环表面MoS_(2)薄膜的转移是摩擦副摩擦学性能提升的主要原因。