锆合金表面MoS2基粘结固体润滑涂层的润滑及失效机理研究

锆合金挤压作为核燃料元件生产的关键工艺,面临传统润滑方式难以满足要求的问题,需要对挤压润滑剂的润滑性能和失效形式进行系统性研究.在锆合金表面制备了耐高温MoS2基粘结固体润滑涂层,用高温球-盘试验机模拟研究了涂层在热挤压试验时的润滑性能,用扫描电镜和三维光学数码显微镜分析了涂层摩擦后的表而形貌以及磨痕表而和截而形貌,用能谱仪分析了高温下涂层中粘结剂及润滑颗粒成分的变化,用拉曼光谱分析了磨痕处涂层成分的变化.涂层在400和600℃短时保温(10 min)后摩擦表现出优良的润滑性能,其摩擦系数均在0.05左右,这归因于MoS2存高温条件下依旧保持优良的层状结构,在高温强载荷下基本未发生摩擦化学现象;但是在600℃保温60 min后,涂层内MoS2由于长时间保温而氧化失效,润滑性能大幅度降低.根据MoS2基粘结固体润滑剂不同使用温度及保温时间,探究以MoS2为主要润滑成分的润滑剂在高温强载荷条件下的润滑性能及失效形式,为MoS2基粘结固体润滑涂层在金属塑性加工领域的应用提供了理论依据.