随着汽车工业的飞速发展、机动车数量的持续上升、技术进步和机器的不断更新,工业上对发动机的性能要求越来越高。因此对发动机关键零部件轴瓦的性能要求也越来越高,研究者一直致力于轴瓦材料的改性和新型轴瓦材料的研究,来解决轴瓦性能和发动机高速、高载荷发展之间的矛盾。本文对Cu基轴瓦上热浸镀Pb-Sn合金工艺及其镀层的摩擦磨损性能进行研究,为实现热浸镀在轴瓦材料上的应用具有积极作用。首先在Cu基体上热浸镀Pb-Sn合金镀层,分析了镀层的组织与相组成和界面结合强度,探索出适合的热浸镀工艺;随后,研究了 Pb-Sn合金镀层和Pb-Sn-Cu镀层摩擦磨损性能,为热浸镀在轴瓦材料上的应用提供理论基础。本文的内容和主要结论如下:1.采用不同的热浸镀工艺制备Pb-Sn合金镀层试样,发现Cu基体和铅锡合金镀层之间生成了“锯齿状”扩散层,热浸镀时间在20s及以上的Pb-Sn合金镀层和Cu基体都有良好的界面结合强度。对不同热浸镀工艺下制备样品的宏观形貌、显微组织、相组成和界面结合强度进行分析,确定了本次研究后续试验的热浸镀工艺为预处理、热浸镀温度280℃、热浸镀时间30s。在这个热浸镀工艺下所得到的镀层光滑、无夹渣,界面结合强度稳定,扩散层厚度合适。2.在热浸镀过程中,Cu和Sn发生反应,建立Cu/Pb-Sn反应偶,通过对Cu/Pb-Sn反应偶界面扩散动力学的研究得出扩散层相的生长满足抛物线规律,同时对扩散层厚度的计算值和实测值进行比较,所得到的公式符合实际扩散层的生长规律。3.制备不同Sn含量的Pb-Sn合金镀层,在油润滑的条件下,对镀层做摩擦磨损实验,得出随着载荷的增加,镀层的减摩性提高,耐磨性降低;随着Sn含量的增加,镀层减摩性提高,耐磨性降低。4.制备不同Cu含量的Pb-Sn-Cu合金镀层,对镀层的组织、扩散层组织、镀层和基体的界面结合强度进行测试和分析,得到加入Cu很大程度上增强了镀层和基体之间的界面结合强度,由铅锡合金镀层与基体之间临界载荷21N增加到36N。5.在镀层中加入Cu能有效改善其减摩性,随着Cu含量的增加,镀层的摩擦系数越来越小,当铜含量大于2wt.%时,镀层的摩擦系数小于纯Cu的摩擦系数;随着Cu含量的增加,镀层的磨损失重增加,但是增加的速度逐渐减小;与纯Cu的磨损形貌对比,Pb-Sn-Cu合金镀层的犁沟数量随着Cu含量的增加而减小,磨痕宽度变窄,磨面形貌更加光滑。