几种含硫镍基高温自润滑合金的研究

作者用中频感应炉熔炼了5种Mo、S添加量相同的含S镍基合金,并在其自行设计制造的销-盘式高温摩擦试验机上考察了它们的摩擦系数和磨损率随温度的变化规律。物相分析结果表明,合金中生成的硫化物在不含Cr时主要是MoS_2,而在合金含5％(ωt)和10％(ωt)Cr时生成的硫化物分别为CrMo_2S_4和Cr_3S_4。因此,含Cr合金在较低温度下的摩擦系数明显比不含Cr合金的低,其在较高温度(600℃)时的摩擦系数也仍然能够保持与不含Cr合金相当的低值。在合金中加入Fe和Co仅起固溶强化作用而不影响生成的硫化物的类型。Co的加入及其添加量的增大,减小了合金在高温下的磨损。合金含C量的增大,使合金中生成的碳化物增多,也减小了合金的磨损。本文根据试验比较选择报道的Ni-Mo-10Fe-10Cr-10Co-S-0.8C合金在20—600℃温度范围内的摩擦系数低、磨损小,并且具有一定的机械强度,是一种实用性能比较好的高温自润滑合金。

一种自润滑镍基合金显微组织和相结构分析

为了进一步优化研制的含硫高温自润滑镍基合金的综合性能，以将其应用于新型高效热引擎和推进系统为目的，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针和Ｘ射线衍射仪等，对一种铸态的含硫高温自润滑镍基合金的显微组织和相结构进行了分析．结果表明：这种合金主要由以合金元素Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ和Ｍｏ等固溶强化的镍基固溶体基体相、硫化物相Ｃｒ３Ｓ４和复合碳化物相（Ｍｏ０．９Ｃｒ０．１）２Ｃ所组成，具有三元共晶组织特征的显微组织；这种合金的摩擦磨损性能良好，但因Ｃｒ３Ｓ４多呈粗大网状分布，故其强度和冲击韧性都比较差．这为通过调整合金的成分和制备工艺。

含硫镍基高温自润滑合金摩擦对偶的选择

在20℃、300℃和600℃的大气环境下，用销－盘式高温摩擦试验机考察了一种含硫镍基高温自润滑合金（代号A－6G）与1Cr18Ni9Ti、W18Cr4V、TZM、GH4169和HalstelloyC－276合金及自身配副的摩擦磨损行为。试验结果表明，A－6G合金无论与自身还是与其它材料配副，在室温和高温下都具有摩擦系数低，自身及对偶磨损均小的特性，表现出良好的对偶匹配性。尤其，与W18Cr4V和TZM合金配副，具有最佳的摩擦磨损综合性能。与自身配副，也具有较好的摩擦磨损性能。与1Cr18Ni9Ti配副，摩擦系数虽然较高，但对偶双方的磨损都很小。

Ni-Nb-Fe-Se合金摩擦学性能的研究

作者详细地考察了合金元素和摩擦学条件等因素对中频感应熔炼、精铸成型法制备的Ni-Nb-Fe-Se合金之摩擦磨损性能的影响,并且利用X-射线衍射仪和电子显微镜(配EDAX)等对合金的相结构和显微组织,以及几种试验条件下合金试样的磨损表面形貌进行了分析。结果表明,只要合金所含的Nb和Se适量,其在较宽的温度范围内就会具有较低的摩擦系数和较高的耐磨性。作者认为,Ni-Nb-Fe-Se合金中的NbSe_2块状组织和NbxSe_2(x=1.00～1.10)条状组织对改善合金的摩擦学性能起着至关重要的作用。

聚苯酯、聚酰亚胺填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究

利用M 2 0 0 0型试验机考察了一种以聚苯酯、聚酰亚胺填充聚四氟乙烯复合材料 ,发现此复合材料具有优良自润滑性能 ,PTFE、EKONOL、PI之比为 5 0∶30∶2 0是本实验的最佳配比。运用扫描电子显微镜 (SEM)对磨损表面进行观察和分析。研究结果表明 ,聚酰亚胺可以增加转移膜与对偶的结合强度 。

耐高温无机固体润滑剂的发展

随着航空、航天、核能等尖端技术的发展,对材料的耐高温性能及其在高温条件下的润滑提出了更高要求,如绝热柴油发动机轴承衬垫的工作温度达600—1000℃;汽车燃汽涡轮发动机,其工作温度为260—1100℃;其主轴温度达650℃;航空燃汽涡轮发动机的工作温度为250—1000℃;超音速飞机中控制装置的轴承表面温度达800℃;航天飞机控制装置的表面摩擦密封湿度达850℃,等等.八十年代以来摩擦学界已将此列为摩擦学应解决的重点课题之一.普通润滑油,润滑脂及其他有机润滑剂已不可能在这样高的温度下使用,而无机固体润滑剂,如一些氧化物、氟化物、软金属等,以其优异的耐高温性能引起人们的重视.近年来,为解决高温工程材料在高温条件下的润滑问题,采用无机固体润滑剂已被证明是一条有效途径.

高温润滑涂层设计的系统考虑

航天、航空、核能等尖端技术迫切要求使用耐高温润滑涂层，以保护金属构件的表面，增加发动机、推进器的工作效率和输出功率，８０年代国际摩擦学界根据工业和国防的需要将高温润滑涂层和耐磨材料定为摩擦学学科发展的重要研究方向之一。本文对高温润滑涂层设计中遇到的典型环境、涉及到的关键问题、未来发展的途径等问题作了阐述。

热喷涂镍基高温润滑涂层的研究

采用粉末火焰喷涂技术以1Cr18NigTi为底材，以CaF2／BaF2为润滑剂，采用Ni60A自熔粉末为基体制备了镍基高温润滑涂层，并对该涂层的摩擦学性能进行了评价。发现CaF2／BaF2－Ni60A涂层中CaF2／BaF2含量以25％最佳；CaF2／BaF2－Ni6OA涂层在高温下（＞600°C）具有良好的润滑性能（O．27），采用粉末火焰喷涂用于制备高温润滑涂层是可行的。

高温无机润滑涂层的研究进展

高温条件下摩擦部件的表面擦伤和磨损严重降低整机的运行可靠性，并引起巨大的经济损失。在不改变部件的性质和机械设计的前提下，采用高温润滑涂层是解决此类问题的有效途径。对其基本性能和构成、涂敷工艺以及近年来的研究进展和未来的研究方向进行了概述。

一种镍－铬－硫合金的研制及其摩擦学特性

为了解决特殊工况下运转的机器设备在较宽温度范围内的润滑问题，已有多种镍基、铁基高温自润滑材料问世。但因这些材料的综合性能不够好，尚难满足有关场合下的实用要求。因此，在以往研制Ｎｉ－Ｃｒ合金的基础上，通过对多种含硫量不同的Ｎｉ－Ｃｒ－Ｓ合金中硫含量与材料摩擦学性能及机械性能之关系的考察，研制成功了一种综合性能比较好的Ｎｉ－Ｃｒ－Ｓ三元合金，其含硫量为５％（ｗｔ）。这种合金在常温下的抗压强度为０．８８ＧＰａ，冲击强度为０．３３×１０５Ｎ·ｍ／ｍ２，在５００℃下的摩擦系数为０．３１，磨损率为１５．８×１０（－１４）ｍ３／（Ｎ·ｍ）。组织结构分析发现，合金中硫与铬形成了多种ＣｒｘＳｙ［ｘ／ｙ＝（２／３）－１］型的化合物。这些化合物既能在合金摩擦面富集成膜，又能在偶件摩擦面形成转移膜，因而这种Ｎｉ－Ｃｒ－Ｓ合金具有自润滑性能，此外，合金中的ＣｒｘＳｙ化合物还对偶件材料高速钢表面的元素铁具有催化氧化作用，这也是其具有自润滑性能的重要原因。

稀土氧化物或合金化元素对Ni－Cr－5S合金物理机械性能和摩擦学性能的影响

虽然含硫量为５％（ｗｔ）的Ｎｉ－Ｃｒ－５Ｓ合金的自润滑性能比较好，但由于这种合金中存在着多种ＣｒｘＳｙ型化合物夹杂，故其机械强度受到影响而难以满足实际工况对材料之机械性能和摩擦学性能都比较好的双重要求。为了探求进一步提高Ｎｉ－Ｃｒ－５Ｓ合金综合性能的有效方法，考察了稀土氧化物ＣｅＯ＿２和Ｌａ＿２Ｏ＿３，以及合金化元素铁、钼、铌、钴等对这种合金之物理机械性能和摩擦学性能的影响．结果表明，添加适量的稀土氧化物或合金化元素能够改变Ｎｉ－Ｃｒ－５Ｓ合金的组织结构与组成而使其综合性能得以改善。在此基础上，又研制出一种实用性比较强的九组元ＰＢ合金，其在大气中从室温至６００℃的温度范围内都具有比较高的机械强度和良好的摩擦磨损性能，是一种可以在高温、高速和高负荷条件下使用的自润滑材料。