Page 101 - 摩擦学学报2025年第8期

第 8 期 王伊枨, 等: 3种粘结固体润滑涂层的摩擦学及气蚀性能研究 1199

86 μm；MoS 基粘结固体润滑涂层表面不仅未出现连 滑膜更加连续，对覆盖在其下的涂层材料的保护作用
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续的润滑膜，反而出现斑驳的剥落坑；石墨基粘结固 更强，因此耐磨性最佳. 此外，通过对涂层磨斑区域摩
体润滑涂层表面形成了几乎覆盖全部磨痕表面的光 擦前后的物相成分进行对比，发现摩擦试验后3种涂
滑且连续的润滑膜，表面粗糙度相对于摩擦前反而更 层都没有出现新的物相结构，与摩擦前的结果一致，

低. 为了更好地探究润滑膜形成机理，本文中利用SEM 表明3种涂层具有良好的摩擦化学稳定性，如图6所示.
在2 000倍下对涂层表面的形貌进行了精细观察，如 除此之外，在摩擦试验后，2Cr3WMoV对偶销端
图5(d~f)所示，MoS /石墨基粘结固体润滑涂层和石墨 面也形成了转移膜，其形貌的OM照片如图7所示，
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基粘结固体润滑涂层磨痕表面的形貌与摩擦之前差别 MoS 基粘结固体润滑涂层的对偶销上形成的转移膜
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很大，原有的固体润滑颗粒镶嵌在树脂中的结构消失， 面积最大，而与石墨基粘结固体润滑涂层对摩的销上
反而出现了类似鳞片状的层状组织，说明涂层中的固体 形成的转移膜面积最小. 这种差别主要归因于MoS 2
润滑相在摩擦切应力作用下不断发生滑移，进而覆盖 基粘结固体润滑涂层耐磨性较差，大量有机树脂和
涂层表面并形成润滑膜. 然而，MoS 基粘结固体润滑 MoS 润滑剂在摩擦过程中发生剥落，由于该涂层的
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涂层磨痕表面依然能够看到和初始涂层表面类似的 固化温度较低，其中树脂的分子结构更加线性 ，在
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镶嵌状结构，说明MoS 在航空煤油介质中剪切滑移 接触应力以及一定摩擦热的作用下 ，有机树脂更易
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的能力偏低，因而很难形成润滑膜，从而造成涂层表 变形并粘附到对偶金属表面；与此同时，MoS 中S元素
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面的材料在对偶材料的作用下更易发生脆性剥离，所 是活性元素，会与金属原子发生较强的吸附作用 ，
以该涂层的耐磨性最差. 由于石墨基粘结固体润滑涂 因此以MoS 为润滑剂的涂层形成的转移膜面积最大.
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层中的固体润滑相全部为石墨，因此其表面形成的润 对偶材料表面形成的转移膜可以与涂层建立新
(a) ♦ MoS 2 /graphite-based after rubbing (b) ♦ MoS 2 -based after rubbing (c) ♣ Graphite-based after rubbing

MoS 2 /graphite-based MoS 2 -based Graphite-based
♦ MoS 2
♦ MoS 2 ♣ Graphite
♣ Graphite
Intensity/a.u. ♣ ♦ ♦ ♦ ♦ Intensity/a.u. ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ Intensity/a.u. ♣ ♣ ♣
♦

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
2θ/(°) 2θ/(°) 2θ/(°)
Fig. 6 XRD patterns of worn area of coatings before and after friction: (a) MoS 2 /graphite-based bonded solid lubricating coating;
(b) MoS 2 -based bonded solid lubricating coating; (c) graphite-based bonded solid lubricating coating
图 6 涂层磨斑区域摩擦前后的XRD图：(a) MoS 2 /石墨基粘结固体润滑涂层；(b) MoS 2 基粘结固体润滑涂层；
(c)石墨基粘结固体润滑涂层

(a) (b) (c)

Sliding direction Sliding direction Sliding direction

Transfer film Transfer film

Transfer film

200 μm 200 μm 200 μm

Fig. 7 Transfer films formed on the surface of dual-materials: (a) MoS 2 /graphite-based bonded solid lubricating coating’s
counterpart materials; (b) MoS 2 -based bonded solid lubricating coating’s counterpart materials; (c) graphite-based
bonded solid lubricating coating’s counterpart materials
图 7 对偶材料表面形成的转移膜：(a) MoS 2 /石墨基粘结固体润滑涂层的对偶材料；(b) MoS 2 基粘结固体润滑涂层的
对偶材料；(c)石墨基粘结固体润滑涂层的对偶材料