船舶发动机链条销轴表面激光微织构形状对减摩耐磨性能的影响研究

船舶发动机长期处于复杂的海洋环境中,其链条等关键零部件在高湿度与高盐度的工况下极易磨损腐蚀,严重影响发动机的工作稳定性,进而影响发动机的疲劳寿命。针对上述问题,在链条销轴上设计了方形、正弦形和圆形3种形状的表面织构;试验研究了织构形状、面积占有率和深度对减摩耐磨性能的影响规律,以期为该领域长期面临的发动机链条磨损问题提供新的解决思路和理论依据。结果表明,与光滑无织构表面相比,织构的存在使表面磨损后的Cr元素含量降低,从而提高了表面耐磨性能。在3种织构形状中,正弦形织构表现出最优的减摩耐磨性能,且在高速轻载条件下的减摩率最大,约为31.9%。正弦形织构表面磨痕最浅,磨损过程以微动磨损为主,伴随着轻微的黏着磨损。

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。

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2/MoS_2陶瓷减摩耐磨涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备Al2O3-TiO2陶瓷涂层,并用MoS2均匀填充涂层表面空隙,在TE66微磨粒磨损试验机上对涂层的摩擦学性能进行系统研究,利用扫描电镜、光学显微镜对涂层的表面形貌、元素构成、膜层厚度和磨斑形貌进行分析,并采用显微维氏硬度计和划痕试验机对涂层的显微硬度和结合强度进行测试。结果表明:涂层与基体之间的结合强度良好,显微硬度高达HV1 457,磨损失重量仅为未涂层样品的1.29%,摩擦因数大幅度降低,存在轻微的疲劳磨损特征。

纳微多级孔ACF/PTFE/PEEK复合材料的制备及发汗式减摩耐磨性能

采用模压-滤取和高温真空熔渍工艺及纳微多尺度协同设计制备了自身发汗式多级孔活性炭纤维(ACF)/聚四氟乙烯(PTFE)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料。考察了ACF、微米级造孔剂NaCl含量及载荷对其摩擦学性能的影响。结果表明,当介孔ACF总质量分数为8%、NaCl总质量分数为30%所得多级孔ACF/PTFE/PEEK复合材料摩擦系数和磨损率最低,载荷为200N时,摩擦系数、磨损率分别为0.0259、5.26×10-16m3/N·m,较经典炭纤维增强PEEK复合材料摩擦系数减少86%,耐磨性提高了16倍。研究表明,介孔ACF在材料内部形成了贯通型三维网络毛细管道,如同人体汗腺机制,使微米级孔中储存的润滑脂在载荷和温度的作用下能在摩擦面上形成较好的润滑油膜,并且ACF能起到部分骨架支撑作用,因而ACF在材料中起到很好的减摩耐磨作用。

激光熔覆MOS_2/TiC/Ni减摩耐磨复合涂层组织及磨损性能的研究

以MoS_2、TiC、Ni粉为原料,在20钢基材表面利用激光熔覆技术制备了减摩耐磨复合涂层。采用SEM和XRD对复合涂层的组织和相组成进行了研究,结果表明复合涂层主要由部分未熔的TiC颗粒、Mo_2C、γ镍基固溶体和多种两元、三元硫化物TiS、NiS、Ni_3Ti_4S_8等组成。用FALEX-6摩擦磨损实验机对MoS_2/TiC/Ni复合涂层、MoS_2/Ni激光熔覆层以及45钢的耐磨性能进行了对比,并对三种试样表面的磨损形貌进行了SEM观察。实验表明:MoS_2/Ni激光熔覆层具有最低的摩擦系数,但磨损失重最大;MoS_2/TiC/Ni复合涂层在载荷17.8N、转速200r/min条件下,磨损40分钟,其磨损失重仅为45钢的1/6。

废润滑油减摩耐磨功能再生添加剂的探讨

为了实现报废润滑油的再生利用,采用新型添加剂恢复废润滑油的摩擦学功能,探讨了研制的两种再生添加剂(ZF和ZO)对废润滑油摩擦学功能的恢复情况,并就新、废润滑油的摩擦学特性进行了对比。试验结果表明:含ZF和ZO的废润滑油的摩擦学性能不仅得到了恢复和提高,而且超过了原新润滑油的特性。

聚合物基减摩耐磨复合材料研究

利用 4 ,4′-二氨基二苯甲烷 (DDM)、环氧树脂 (E- 5 1)和改性剂 A对双马来酰亚胺 (BMI)树脂进行增韧改性 ,通过分析比较浇铸体的力学性能和耐热性能确定了改性树脂的最佳配方。并将此改性树脂与超高分子量聚乙烯(U HMW- PE)粉末进行共混 ,加入减摩耐磨填料 ,采用模压成型工艺制备了减摩耐磨复合材料 ,确定了模压成型工艺参数。测试了材料在不同温度的摩擦磨损性能 ,表明在合适的使用温度下具有优良的耐摩擦磨损性能。并运用扫描电镜(SEM)对材料磨痕进行了观察 ,探讨了摩擦磨损机理。

碳纤维含量对碳纤维/中铜石墨复合材料减摩耐磨性能的影响

在干摩擦条件下，对不同碳纤维含量的碳纤维／中铜石墨复合材料，进行了５０ｈ的摩擦磨损试验，并借助扫描电镜观察了它们的磨面。结果表明，随碳纤维含量的增加，碳纤维／中铜石墨复合材料的摩擦系数和磨损量均明显减小。

碳纳米管增强铝复合材料减摩耐磨性研究进展

介绍碳纳米管及其阵列摩擦学性能的理论和实验研究,回顾碳纳米管增强铝基复合材料的减磨耐磨性能并讨论了其机理。针对使用碳纳米管增强铝基耐磨性中遇到的问题探讨了解决途径,以期为设计制造低摩擦、高耐磨性碳纳米管/铝复合材料提供参考信息。

聚合物基纳米复合材料减摩耐磨性能研究进展

从填料的角度对聚合物基纳米复合材料的减摩耐磨性能研究进展进行了评述。主要介绍了减摩耐磨场合使用较多的纳米填料的研究进展。分析了不同填料填充的高分子复合材料的减摩耐磨性能,同一填料不同处理方式对复合材料减摩耐磨性能的影响,并展望了减摩耐磨用复合材料的发展趋势。

改善内燃机活塞环减摩耐磨性能的研究

分析了活塞环基体组织、径向弹力及与汽缸套匹配状况对其减摩耐磨性的影响。结果表明:基体组织以回火索氏体、石墨呈细小均匀分布为佳;活塞环的径向弹力以250～300 N为宜。改进后的活塞环处理工艺为调质(920℃淬火+560℃×3 h回火)后再进行稀土离子表面渗氮处理,该工艺可显著改善活塞环的减摩耐磨性能,大幅度延长其使用寿命。

黄铜镀锡扩散层的减摩耐磨性

黄铜镀锡后用热处理方法使镀金属Ｓｎ和母材金属元素Ｃｕ、Ｚｎ等双向扩散，从而改变了镀层成份，强化了边界；形成的多相组织扩散层具有优良的减摩耐磨性能，借助ＳＥＭ、ＥＰＡ、Ｘ－射线衍射等手段从微观结构上对其耐磨特性机理作了探讨。

减摩耐磨超高分子量聚乙烯改性研究进展

超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)优异的耐磨性使其在工程领域和生物领域得到广泛的应用。综述了减摩耐磨PE–UHMW改性的研究成果,重点阐述无机填料填充改性、接枝改性、辐照交联改性、表面沉积改性等方法对PE–UHMW摩擦磨损性能的改善,并对这些方法的优缺点进行了总结,最后展望了减摩耐磨PE–UHMW改性研究和应用的前景。

高速条件下的减摩耐磨涂层制备

工件在高速条件下工作时,由于同时受到摩擦磨损和高温的作用,会对其造成十分严重的损伤。针对在高速条件下工作的摩擦副,借助超音速火焰喷涂技术制备了含Ni包MoS 2的Ni-25MoS2/NiCr-Cr3C2减摩耐磨涂层,以期提高工件接触表面的耐磨损性能,减小工件表面的摩擦因数,延缓工件基体表面的升温速率。通过三因素三水平正交试验计算出了最优喷涂工艺参数,包括送粉速率、O2流速、C3H8流速。对所获得的减摩耐磨涂层进行扫描电镜观察和X射线衍射分析,观察不同Ni包MoS2含量涂层的显微形貌,统计不同Ni包MoS2含量涂层的孔隙率,分析确定不同Ni包MoS2含量涂层的成分。最后,结合摩擦磨损试验,分析不同Ni包MoS2含量对Ni-25MoS2/NiCr-Cr3C2涂层减摩耐磨性能的影响,从而得到性能优异的减摩耐磨涂层。

短切纤维填充聚四氟乙烯的减摩耐磨性能研究

以聚四氟乙烯(TPFE)为基体,通过添加10%、15%、20%、25%、30%的短切纤维制备纤维填充复合材料,研究了其摩擦磨损等相关性能。结果表明:短切纤维的填充增强了材料的压缩强度和硬度,但拉伸强度减弱;随着短切纤维含量的增多,磨痕宽度越来越小,材料的耐磨性能不断提高,摩擦系数也随之下降;电镜结果显示TPFE复合材料摩擦表面短切纤维分布均匀且无明显带状磨痕,但存在少量短切纤维剥离现象,分析发现剥离主要发生于摩擦的磨合阶段,不影响材料稳定磨损阶段的性能。

材料防护与减摩耐磨表面技术

研究了激光处理钛合金TC11的微动磨损性能、金相结构、耐腐蚀性和硬度变化规律，结果和未经处理的钛合金相比，耐磨性提高100倍；对强酸也有明显的耐腐蚀性；其硬度提高到HRC54。该技术可广泛用于人工关节，航天钛合金齿轮传动等场合。

高强度减摩耐磨锌基合金ZMJ─Ⅱ轴瓦在黄埔号船上的应用

本文主要介绍国产新型高强度减摩耐磨锌基合金ＺＭＪ－Ⅱ轴瓦在黄埔号船上的应用，实船使用情况表明效果良好，完全达到了设计要求．

织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究

在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构,可大幅改善刀具-切屑表面的摩擦状态。为了探究不同形态的织构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征,通过有限元仿真分析软件ABAQUS对不同织构类型的刀具进行分析,结合刀具的应力状态分布情况分析各类织构对减摩抗磨作用的影响。同时,利用飞秒激光器在刀具表面加工不同类型的织构并与钛合金磨球进行摩擦磨损实验,测定其摩擦因数,分析不同类型织构刀具表面的磨损情况和形貌。仿真及试验结果表明:刀具T1应力集中区分布广泛,应力集中严重;相对于T1,刀具T2、T3、T4、T5的等效应力值出现大幅降低,且应力分布较为均匀,其中刀具T4的表面等效应力值最低,且降温效果最优。上述结果表明:带有不同类型织构的刀具较无织构刀具的摩擦因数均有不同程度降低,一定程度上缓解了刀具表面的黏结磨损,其中T4摩擦因数降低最为显著,减摩效果最为突出。