一种评价封严涂层和材料可刮削性能的方法

摘要

本发明涉及封严涂层和材料领域，具体为一种评价封严涂层和材料可刮削性能的方法，通过在高速高温刮擦磨损试验机上模拟工况条件下的刮削情况，建立磨损机制图，判断优化适用于相应服役条件的涂层和材料。本发明评价封严涂层和材料可刮削性能的实验方法，针对服役环境进行模拟高速与高温工况下的刮擦实验，获得具体摩擦密封副受到转速、温度、刮擦方式和刮擦速度与深度等条件影响下的测试数据，根据摩擦磨损机制的转型条件建立适宜的工程判据，适用于评价封严涂层和材料的可刮削性能，尤其对涡喷发动机气路密封的摩擦配副等在高速高温下的刮擦磨损行为评价具有工程意义，可为材料的高速高温摩擦学性能研究及新材料研发提供技术指导。

主权项

一种评价封严涂层和材料可刮削性能的方法，其特征在于，通过在高速高温摩擦磨损试验机上进行模拟工况条件下的刮擦实验，建立磨损机制图，判断适用于服役条件下的涂层和材料，具体包括如下的步骤：1）根据模拟工况的需要选定具体实验参数，并根据实验参数在计算机上编制实验程序，进行计算机模拟运行，确认过程无误，并保存备用；此步骤的具体作用是：对设定的转速、温度、刮擦进给参数进行联调，使实验设定操作符合预期目的，并在计算机模拟运行中验证；2）按照需要的实验参数对试验机进行调试，然后安装摩擦副样品运行试验机采集可直接测量的实验数据；3）对测得的实验数据进行处理得到一系列汇总实验数据，绘制以实验参数为变量的磨损机制图，根据可刮削性判据判断适用于相应工况条件下的涂层和材料；所述试验机采用专利号为200910249051.7的中国专利，专利名称：一种高速高温多功能摩擦磨损试验机；所述试验机转速范围240～24000rpm.，相对运动线速度为10m/s～450m/s，加热温度从室温到1200℃，摩擦副以销/块或环/块方式进行刮擦和摩擦接触；步骤2）对试验机进行调试具体方法为：（1）设置变频调速参数及加速曲线以达到并控制实验要求的主轴速度；（2）对测速、测扭矩的扭矩仪进行调零处理，使转动样品销或环的空载速度达到稳定测试要求的条件，未加载时的扭矩值标定为零；（3）根据实验温度的要求，调节加热区域的大小和位置，进行样品加热控制；（4）选择转动样品销或环在平动样品块上的接触点，设定平动样品块与转动样品销或环开始刮擦的起点；（5）选择在平动样品块上的刮擦入侵速度和深度，设定刮擦磨损量；所述实验参数包括：预置转速与目标速度曲线、相对运动线速度、预置温度、刮擦入侵速度、深度和进给方式；步骤2）直接测得的实验数据，经过试验机的测量，并经计算机处理系统计算得到汇总实验数据，包括：转速变化、温度变化、能量损耗、实测刮擦深度、摩擦系数、磨损量、可刮削因子和磨痕状况；所述计算机处理系统包括：数据接受模块，接受来自试验机的直接测量的实验数据并传送给处理模块；处理模块，将测量的实验数据根据所存储的计算命令进行计算得到衍生实验数据并传送至图像处理模块；图像处理模块，将数据接受模块的实验数据和处理模块的衍生实验数据根据操作命令制成表格、曲线、数据选取图像结果，按需要绘制磨损机制图；绘制以实验参数为变量的磨损机制图，能作为二维自变量坐标的实验参数主要有线速度‑温度，线速度‑进给速度，线速度‑刮擦深度，及其相互组合，因变量则主要有摩擦系数、磨损量、能耗、可刮削因子S和粘着、表面烧伤；前述的自变量也与因变量可组合，建立三维坐标以判断磨损机制转型的条件；步骤3）可刮削性判据为：摩擦系数数值的大小和稳定性、摩擦过程中能耗损失的多少和对摩件在封严涂层和材料具有相同的磨损量时，两者磨损量比值的大小。