Page 98 - 摩擦学学报2025年第8期

1196 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

(a) Rotating spindle (b)
Inverter
2Cr3WMoV
Sample Thermostat Frequency
2Cr3WMoV conversion rod
RP-3 aviation
Oil cavity kerosene
Sample
Contact area

Power

Fig. 1 (a) Schematic diagram of large pin-on-disc friction pair of MMW-1 vertical universal tribo-wear testing machine;
(b) Working schematic diagram of ultrasonic vibration cavitation erosion testing machine
图 1 (a)MMW-1立式万能摩擦磨损试验机大销盘摩擦副示意图；(b)超声振动气蚀试验机工作示意图

振幅为50 µm (峰-峰)；下试样为待测涂层，与上试样之 带能谱仪(EDS)对涂层摩擦前后和气蚀前后的形貌、
间的距离为0.50±0.01 mm，与液面的距离为12±1 mm. 元素分布进行分析；使用高分辨X射线衍射仪(XRD,
使用Image J软件测算不同时间后3次气蚀试验涂层剥 D8Discover25, BRUKER, Germany)对磨损前后涂层
落面积占比的平均值. 的物相组成进行表征分析；使用拉曼光谱仪(inVia,

1.3 形貌表征与结构测试 RENISHAW, UK)对转移膜和气蚀中脱落的碎屑的成

采用接触角测量仪(DSA100, KRUSS, Germany) 分进行检测.

测量3种涂层的RP-3航空煤油接触角，液滴为5 µL，测试
[21] 2 结果与讨论
标准为GB/T 30447-2013 ；使用三维光学形貌仪(UP-

Lambda, Rtec-Instruments, USA)对涂层进行表征，测 2.1 涂层的微观结构和表面性能分析
量涂层的粗糙度并观察其三维轮廓；采用全自动真 图2(a~c)所示为3种涂层与RP-3航空煤油接触角
密度分析仪(AccuPyc1330, MICROMERITICS, USA) 测量仪照片. 可以看出，MoS 基粘结固体润滑涂层的
2
和万分之一分析天平测定试样的密度及磨损质量损 接触角约为10°，RP-3在MoS /石墨基粘结固体润滑涂
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失；利用光学显微镜(OM, STM6, OLYMPUS, Japan) 层和石墨基粘结固体润滑涂层上完全铺展，三者均显
观察摩擦后涂层的磨损形貌及对偶材料2Cr3WMoV 示出超亲油的特性. 这种特性利于煤油在摩擦过程中
上形成的转移膜；利用扫描电子显微镜(SEM, Quanta 形成油膜，从而形成较好的固-液协同润滑作用. 3种
650 FEG, FEI, USA; JSM-5601LV, JEOL, Japan)及附 粘结固体润滑涂层的三维形貌如图2(d~f)所示，其表

(a) (b) (c)

(d) z/μm (e) z/μm (f) z/μm
14 14 14
12 12 12
10 10 10
0.00 0.98 0.00 0.98 0.00 0.98
8 8 8
6 6 6
y/mm x/mm y/mm x/mm y/mm x/mm
4 4 4
0.98 0.00 2 0.98 0.00 2 0.98 0.00 2
R a =1.26 μm 0 R a =1.24 μm 0 R a =1.30 μm 0
Fig. 2 Contact angle of (a) MoS 2 /graphite-based bonded solid lubricating coating, (b) MoS 2 -based bonded solid lubricating coating,
(c) graphite-based bonded solid lubricating coating with RP-3 aviation kerosene; Three-dimensional morphology of
(d) MoS 2 /graphite-based bonded solid lubricating coating, (e) MoS 2 -based bonded solid lubricating coating,
(f) graphite-based bonded solid lubricating coating
图 2 (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与RP-3航空煤油的接
触角；(d) MoS 2 /石墨基粘结固体润滑涂层、(e) MoS 2 基粘结固体润滑涂层、(f)石墨基粘结固体润滑涂层的三维形貌