Effect of Graphite Content and Granularity on Mechanical and Tribological Properties of Bronze Alloyed Powder Composite

The bronze alloyed powder composite containing nanoparticles was developed by hot pressing.The effects of the content and granularity of graphite on hardness,machinability,bending strength,compression strength,and friction and wear behavior of the composites were studied.The microstructures of the specimens were analyzed by SEM.The results showed that the graphites are distributed in net when nanographites are added,resulting in the decrease of mechanical properties and abrasive resistance.When the content of nanographite is 10%,the composite is brittle.The graphite is distributed in the form of block when micrographite is added,improving the mechanical properties and abrasive resistance.Wear track was studied by SEM.

润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层的研究进展

随着现代化装备技术的快速发展,高端机械装备服役工况变得愈加复杂苛刻,磨损与腐蚀耦合损伤加速了高端机械装备运动部件的损伤失效,导致装备服役寿命大幅缩减,带来了严重的安全问题。润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层克服了润滑耐磨涂层和防腐蚀涂层的单一功能局限,为解决运动部件的磨损和腐蚀问题提供了有效方案。文中首先探讨了关键运动部件面临复杂服役工况的严峻挑战、材料磨损与腐蚀耦合的损伤机制;然后分别由黏结剂、填料和润滑剂3个方面介绍了目前润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层的研究进展,对涂层的组成结构与力学性能、摩擦学性能、耐腐蚀性能间的构效关系进行了分析,并对不同涂层的局限性进行了概述;之后详细总结了润滑耐磨耐蚀功能一体化涂层的应用现状;最后对润滑耐磨耐蚀功能一体化涂层的发展方向进行展望。

S-N型功能分子用作多功能添加剂的缓蚀及摩擦学行为研究

利用电化学、摩擦学试验和量子化学模拟等手段,研究了巯基甲基噻二唑(MMT)和二壬基萘磺酸(DNS)这2种功能分子作为缓蚀剂的缓蚀性能和作为极压抗磨添加剂的摩擦学性能及其作用机理.电化学试验表明,DNS分子的缓蚀能力较差,缓蚀效率为58.6%;MMT分子表现出优异的缓蚀能力,缓蚀效率达93.3%.摩擦学试验表明,DNS作为添加剂时,油样的摩擦系数与PEG基础油的摩擦系数相当,磨损量增大;MMT作为添加剂时,油样的摩擦系数和磨损量较PEG基础油明显降低,极压性能较基础油明显提高.量子化学模拟结果表明,DNS分子与钢表面具有更高的反应活性,因此作为极压抗磨和缓蚀添加剂,加剧了金属的腐蚀和磨损.表面分析结果表明,DNS分子润滑下的磨斑表面主要起到减摩作用的是铁的氧化物和FeSO_(4)等.MMT分子润滑下的磨斑表面的摩擦产物为Fe_(2)(SO_(4))3、FeS_(2)、铁的氧化物以及含氮有机物.

载流滑动摩擦部件表面失效及其修复技术研究进展

滑动电接触部件在电能传递与转换过程中起着举足轻重的作用,其失效和损伤行为带来的安全因素和经济影响重大,因此对其失效机理和修复技术的研究成为当今热点之一.已有众多学者通过试验和计算机模拟仿真等手段研究了电接触部件的表面损伤机制和寿命预测,至今为止,已研究出载流摩擦部件的表面修复技术多达15种以上,修复材料更是有上百种.本文中首先介绍了电接触的基本概念,从有无电流载入2个角度概述了滑动摩擦部件表面失效形式,并从试验研究及仿真模拟研究2个方面对表面损伤机制的研究方法进行了归纳;最后综述了滑动电接触失效部件的表面修复技术和修复材料体系的研究进展,总结了目前滑动电接触部件研究领域存在的问题,提出了利用试验与仿真模拟相结合探究涂层导电耐磨自润滑机理并优化涂层质量的研究思路.

抛光垫表面织构化的摩擦学性能研究

目的研究表面织构化对抛光垫耐磨性的影响规律,分析材料去除增强机制,旨在提高抛光垫服役寿命,并优化气囊抛光加工效率。方法利用激光打标机在抛光垫表面分别制备沟槽、圆凹坑和三角形阵列织构,利用摩擦磨损试验机进行有/无抛光膏条件下织构抛光垫的摩擦学试验,使用高速摄影机记录试验过程,应用光学显微镜和共聚焦显微镜分析抛光垫和GCr15对摩球的表面形貌特征。结果在无抛光膏的干摩擦条件下,3种织构抛光垫的耐磨性均得到较大改善,且摩擦因数也不同程度地下降,但是对摩球表面的划痕既窄又浅,材料去除量小。在添加抛光膏的湿摩擦条件下,有/无织构抛光垫的磨损量与摩擦因数均未呈现显著差别,但织构抛光垫的对摩球配副表面犁沟既宽又深,材料去除明显。结论在干摩擦条件下,织构抛光垫的材料去除机理为织构的弹性撞击作用,去除效果轻微;在湿摩擦条件下,织构抛光垫的材料去除机理为织构对抛光膏的储存功能与硬质磨粒对材料表面剪切划擦的综合作用,去除效果显著,但应合理设计织构参数,以平衡摩擦界面内有效磨粒总数与真实接触面积间的耦合关系,进而获取最优的材料去除能力。表面织构技术具有改善抛光垫耐磨性,降低界面摩擦因数并增强材料去除率的应用潜力。

曲面摩擦型织物耐磨仪测试方法的改进

为了解决威士伯织物耐磨仪在曲面摩擦测试中存在磨料适应性差、磨料耐久性低和测试效率低的问题,以具有代表性的纯棉、涤棉和涤纶织物为测试对象,采用耐久性好的金刚石砂布和树脂砂布作为磨料,并对金刚石砂布和树脂砂布的摩擦耐久性进行验证。探究了在磨料锋利度和负荷不变的条件下,织物强力损失率与摩擦次数的相关性,重点围绕摩擦后织物强力损失率这一客观评价指标,提出通过给定摩擦次数(100次)下筛选磨料锋利度使之与被测织物适配,避免织物样品欠磨损造成磨损差异小、结果数据离散度大的问题和过度磨损造成结果区分度低、耗时长的问题;在此基础上倍增摩擦次数(200次)提高测试结果稳定性和区分度。认为:改进后的测试方法提高了耐磨仪对织物样品的适应性,显著提升了测试效率和耐磨性评价的准确性。

不同玄武岩掺量对沥青混合料抗滑性能影响研究

为深入分析不同玄武岩掺量的沥青混合料抗滑性能衰变规律,以贵州安顺地区的玄武岩和石灰岩为研究对象,进行AC-16型沥青混合料级配设计。利用加速加载试验仪对不同玄武岩掺量的沥青混合料进行室内抗滑试验,分析不同水流量和荷载对沥青路面抗滑性能的影响,试验结果表明掺玄武岩试样的摆值下降程度比纯石灰岩方案的小。此外,采用国际摩阻指数IFI评价沥青路面的抗滑性能衰变规律,5种方案在前3小时内均可以满足抗滑性能要求,且方案一和纯玄武岩方案的抗滑性能明显优于其他三组的抗滑性能,说明合理的玄武岩掺量能提升沥青混合料的抗滑性能。

触土部件高熵合金耐磨涂层磨损性能研究

为了提升农机触土部件的耐磨性能,该文分别选取FeCoCrNiMn高熵合金、Fe90合金、Ni60A合金粉末进行对比研究。以65Mn钢为基体,采用激光熔覆技术制备耐磨涂层,摩擦磨损试验机检测其磨损性能。结果显示,FeCoCrNiMn高熵合金涂层组织最为致密,晶粒较为单一,没有复杂金属间化合物形成;Ni60A和Fe90合金涂层微观组织晶粒分布较杂乱。65Mn钢基材、Ni60A合金、Fe90合金和FeCoCrNiMn高熵合金涂层的磨损失量分别为9,4,5和2 mg,基体的磨损失量远大于涂层。Fe90和Ni60A合金涂层维氏硬度为683.87和663.62 HV,FeCoCrNiMn高熵合金涂层硬度值为635.81 HV,略低于其他涂层,但其耐磨性较好。

ADI材料滑动摩擦磨损性能的研究

等温淬火球墨铸铁具有良好的耐磨性,采用销盘摩擦磨损试验机进行等温淬火球墨铸铁和中碳钢的滑动摩擦磨损性能试验,得到以下结论:在高速无风冷条件下,ADI材料滑动摩擦磨损性能低于中碳钢;低速有风冷条件下,ADI材料滑动摩擦磨损性能高于中碳钢。

考虑管-浆-土接触状态的顶力计算方法

众多工程的顶管顶力估算值一般按照规范经验公式计算,而经验公式只考虑管道悬浮状态下的管浆摩阻力,没有考虑管土和管浆的接触状态,导致顶力估算值与实测值差异较大。为解决这一问题,在研究注浆减阻作用机理及管土接触模型理论的基础上,采用压力差的方法判断管-浆-土三者的接触状态,得到相应模型。再根据不同接触状态的受力分析,推导出相应顶力计算公式,并与规范公式、理论公式和实测顶力进行对比分析,结果与实测值结果相近,证明了本文公式预测顶力的准确性。最后根据实测顶力与顶程数据,得到管浆土平均摩阻力与顶程的变化关系,分析出顶管过程中管-浆-土接触状态的变化规律,为管-浆-土接触状态的顶力计算方法提供可靠依据。

减摩耐磨激光熔覆涂层的研究现状及发展趋势

激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数,可改善涂层性能,制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层;同时指明相比单一外部能量场,复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料(自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层,梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层)的组织结构和性能特征,指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景,是未来研究的重点方向,并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。

包装机离心振动上料盘的耐磨性能优化

为有效提升包装机离心振动上料盘的耐磨性,基于激光熔覆技术制备一种强化涂层,在不同压力和摩擦速度下,对上料盘工作面的摩擦学特性进行测试与研究。通过工艺试验得出激光功率和扫描速率对涂层结构的影响,确保Si、Ni和Mo元素粉末为稀相状态。采用RTEC试验机对上料盘试样进行高频往复摩擦试验,得出不同工况下的瞬态摩擦系数变化规律。利用扫描电子显微镜观察样品表面形貌并分析其微观磨损机理。将涂层分层处理,采用显微硬度计测试厚度和长度方向上的硬度变化特性。研究表明,相比母材,上料盘涂层磨损率降低30.5%,硬度提升20%以上,对硬质或尖锐物料的适应能力更强,具有良好的经济效益。研究为表面强化技术的发展提供借鉴。

刮板输送设备关键零部件减摩降阻研究

磨损是造成刮板输送装备零部件失效的主要原因。降低刮板输送设备运行阻力,减少磨损是提升刮板输送设备寿命及可靠性的关键。详细研究了刮板输送设备关键零部件减摩降阻技术,提出了中部槽双销定位哑铃销联接结构、刮板链悬链结构、轻量化刮板、下沉式可更换中板转载机凸槽、渐变缓爬坡过渡段、GR链窝链轮等关键技术,降低设备运行阻力,降低功耗,全面提升使用寿命及可靠性。

高抗盐减阻剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十六烷基丙烯酰胺为单体,自制低聚物为分散剂,氧化还原体系为引发剂合成了高抗盐减阻剂。通过测定聚合物的溶解速度以及不同浓度、不同矿化度条件下的减阻率,来评价合成减阻剂的减阻性能,通过实验可知,高抗盐减阻剂在10%氯化钙条件下具有76%以上的减阻率;通过测定聚合物的交联悬砂性能以及流变性能,来表征压裂液增稠剂的应用效果,通过实验可知,压裂液增稠剂具有优异的悬砂性能,且具有良好的流变性能。

含纳米金刚石复合润滑油添加剂的摩擦学性能

研究了表面改性的纳米金刚石分别与硫磷丁辛基锌盐和磷氮剂等功能添加剂复配的相互作用，含纳米金刚石复合添加剂的摩擦性能，以及含改性纳米金刚石复合添加剂与几种商品添加剂摩擦性能的比较。结果表明，表面改性的纳米金刚石与硫酸丁辛基锌盐和磷氮剂等功能添加剂之间存在协同效应，含纳米金刚石的复合润滑油添加剂具有优异的极压抗磨减摩性能。

石墨和二硫化钼填充氟橡胶的摩擦磨损特性研究

研究了石墨和二硫化钼填充量对氟橡胶(FKM)的摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜和热重分析仪分析了石墨和二硫化钼填充氟橡胶(FKM)的磨损表面和热稳定性。结果表明,石墨和二硫化钼的加入提高了FKM的摩擦磨损性能与热稳定性;随着石墨和二硫化钼用量的增大,复合材料的摩擦因数和磨损量先降后升;当石墨和二硫化钼质量分数分别为3%和5%时,复合材料的摩擦磨损性能最佳;当二硫化钼填充量为10%时,氟橡胶的热分解温度比未添加润滑剂的氟橡胶提高了7℃左右。

纳米耐磨复合涂层研究进展

纳米耐磨复合涂层是在纳米聚合物复合材料基础上发展起来的一种新型涂层。文中重点介绍了纳米材料减摩抗磨机理,概述了纳米粒子对耐磨复合材料的影响因素、纳米耐磨涂层的制备方法及应用,指出了纳米耐磨复合涂层存在的问题和发展方向。

钛合金表面耐磨涂层的研究现状及应用

耐磨性差是影响钛合金在航空航天领域广泛应用的因素之一,因此改善耐磨性成为钛合金改性研究的一个主要方向。系统地介绍了高硬度耐磨涂层、自润滑减摩涂层和耐磨复合涂层的研究及应用现状,并分类总结了钛合金耐磨涂层的组织结构及耐磨机理。分析结果表明涂层中含有高硬度难熔耐磨相颗粒有助于提高表面耐磨性;含有硫化物等组分的涂层以自润滑减摩方式可减少磨损量;同时具有高硬度和低摩擦系数的复合涂层兼具上述两种性质,是钛合金耐磨涂层的发展方向之一。最后探讨了开发高性能耐磨表面涂层的相关问题。

低温离子渗硫层的摩擦学性能研究

采用低温离子渗硫技术在４５＃ 钢和ＧＣｒ１５ 钢表面形成渗硫层，用ＳＲＶ 往复摩擦磨损试验机分别在干摩擦和液体石蜡润滑下对渗硫层的摩擦学性能进行了研究，用ＳＥＭ、ＥＤＡＸ 和ＸＲＤ研究了渗硫层的形貌和结构，并对磨痕的形貌及成分进行了分析．结果表明：渗硫层表面呈多孔结构，由ＦｅＳ和ＦｅＳ２ 硫化物相及基体相组成；在干摩擦和液体石蜡润滑下，渗硫层具有明显的减摩润滑作用，并在一定程度上提高了材料表面的耐磨性，但渗硫层厚度对摩擦系数影响不大；相同试验条件下，ＧＣｒ１５ 钢渗硫层的耐磨性优于４５＃ 钢渗硫层．

烷基咪唑、吡啶类离子液体用作润滑剂的探讨

探讨了1正丁基3甲基咪唑四氟硼酸盐、1正丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐和N丁基吡啶四氟硼酸盐三种离子液体作为润滑剂的可能性。试验结果表明,它们具有较好的粘温性能和较低的挥发性;具有较低的摩擦系数和较好的抗磨性,加入磷酸三甲酚酯可进一步改善其抗磨性。但是,三种离子液体除对个别强极性的或含有杂环结构的添加剂溶解性能较好外,对常见的一些润滑油添加剂溶解性能较差,对金属表面有较强的腐蚀作用。