20钢/316L复合管固液复合制坯工艺研究

双金属复合管在石油运输行业中应用前景广阔,结合性能是考察复合管是否合格的重要指标之一。为了能在轧制成形过程中得到高品质的复合管材,在复合管制坯过程中要求实现界面处的冶金复合。以20钢和316L为原材料,基于结合温度及元素扩散情况,采用固液复合方式,并且结合界面的温度模型及通过Pro CAST软件模拟,获得了外模最佳预热温度为1050—1100℃。通过现场试制界面处实现了冶金复合,在最佳温度范围既保证了固态20钢和液态316L之间能达到冶金复合,又能使元素有充分的扩散时间而增强了界面结合强度,同时又可以防止因元素过渡扩散而导致316L腐蚀性能下降。该方法为后续复合管连轧提供了优良的管坯,可实现高品质复合管的现场生产。

外加直流电场对DLC/PAO固液复合润滑体系摩擦学行为的影响

本文中利用球-盘式载流摩擦试验机研究了DLC/PAO固液复合润滑体系在外加直流电场中的摩擦学行为,考察摩擦副滑动速度、加载电压以及回路电流的影响,结果表明:外加直流电场对复合润滑体系摩擦磨损行为的影响与摩擦副的滑动速度密切相关,这源于不同润滑状态时DLC薄膜的电气损伤行为以及薄膜的结构、成分变化.根据润滑状态和外加电压的不同,DLC薄膜的电气损伤可以表现为线状隆起或烧蚀坑,其中线状隆起型损伤源于载流摩擦界面的焦耳热,烧蚀坑损伤则源于摩擦对偶之间的拉弧放电及PAO油膜的击穿.Raman光谱显示电气损伤区DLC薄膜发生显著的石墨化转变,且石墨化程度取决于回路电流的大小.外加电场条件下DLC薄膜的石墨化转变虽然在一定条件下可使复合润滑体系的摩擦系数降低,但削弱了DLC薄膜的抗磨性能,使薄膜的磨损表现为电气损伤和机械磨损的耦合.

三种固液复合润滑系统的真空边界润滑特性

为研究MoS_(2)/815Z、MoS_(2)/RP4751和MoS_(2)/RIPP4758三种固液复合润滑体系在真空边界润滑工况下的润滑特性,对三种固液复合润滑体系进行了真空往复滑动摩擦试验和真空螺旋轨道摩擦(SOT)试验研究,并对SOT试验后的球盘摩擦副平盘表面进行扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)分析。试验结果表明,MoS_(2)/815Z和MoS_(2)/RIPP4758复合润滑体系中的固液润滑剂间为选择性结合,在摩擦过程中能够很好地发挥固液润滑剂的优势,有利于对偶转移膜和边界润滑膜的形成,MoS_(2)/815Z的平均润滑寿命达到了2327圈/μg,大于固体润滑剂和液体润滑剂的润滑寿命之和。MoS_(2)薄膜与RP4751液体润滑剂复合后不能很好地发挥固液润滑剂各自的优势,在摩擦过程中不易形成有效的对偶转移膜和边界润滑膜,并且使得薄膜在较短的时间内大量消耗从而造成摩擦副表面处于乏油状态,最终导致MoS_(2)/RP4751复合润滑体系的摩擦因数快速增大和润滑失效。

钢/铝固液复合铸轧研究

以双辊铸轧技术为基础,提出了一种“双金属带材固液复合铸轧技术”新工艺。此外,在现有的试验条件下,进行了钢/铝的固液复合轧制试验,最后制备出了复合板坯。对复合后板坯的结合面进行了剥离强度试验和剪切强度试验。经过对一些工艺参数的分析,得出了钢板的预热温度、轧制速度是影响该工艺路线的主要因素。另外,轧制成功的复合板抗拉强度符合使用要求,其复合板界面的结合不是很好。

轨道车辆固液复合轴箱定位节点技术应用与展望

传统式橡胶轴箱节点难以同时满足轨道车辆蛇行运动稳定性和曲线通过性能要求。固液复合减振技术作为第二代减振技术在轨道车辆上推广应用是趋势所在。固液复合轴箱定位节点通过在橡胶体内内嵌液压机构实现了低频低刚度和高频高刚度的可变刚度和阻尼可调特征。文中介绍了固液复合轴箱节点的概念结构、工作机理和技术特征,介绍了该技术在国内外铁路转向架上的研究与应用情况,并简述了这类复合节点今后的技术发展方向。

MoS_2/SiCH固液复合润滑体系摩擦学性能研究

本文中通过考察MoS_2薄膜/SiCH固液复合润滑体系的真空摩擦学性能,探究了该复合润滑体系的摩擦磨损机理.研究表明射频溅射MoS_2薄膜表面所固有的柱状晶体结构具有明显的润滑油吸附功能,提高了MoS_2薄膜/SiCH固液复合润滑体系的真空摩擦学性能.球盘摩擦试验结果表明:当仅对钢盘表面沉积MoS_2薄膜时,该固液复合润滑体系的滑动摩擦寿命达到1.86×106 r,为采用SiCH油润滑时摩擦寿命的1.2倍,是MoS_2薄膜固体润滑状态的4倍,表现出了良好的协同润滑效应.

镁/铝双金属固液复合界面的研究

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计等分析ZL105铝合金和Mg真空固液复合结合区的显微组织、相组成、元素分布和显微硬度。结果表明:当温度为430℃、保温60 min时,得到的ZL105/Mg双金属材料缺陷少,结合区形成3个新相层,各层组织均匀、层间结合紧密、显微硬度趋势良好,最大硬度值为287.9HV;在结合区形成Al_3Mg_2和β-Mg17Al12两种金属间化合物,新相层中的A层为α-Mg枝晶和枝晶间连续网状分布的β-Mg17Al12共晶组织,B层为富Al的α等轴细晶,C层主要为铝基固溶体和Al_3Mg_2。

碳基薄膜固液复合润滑研究现状

摩擦和磨损制约着机械系统的高可靠、长寿命服役,随着科学技术的快速发展,单一的固体或液体润滑系统已经无法满足工业应用中对机械部件的摩擦学性能要求.因此,研究人员对固液相复合润滑体系展开了大量研究,碳基薄膜因具有优异的摩擦学性能而常被用于组成固液复合润滑体系.对碳基薄膜固液复合润滑体系的研究进行了回顾,从碳基薄膜/油复合润滑、碳基薄膜/离子液体复合润滑、碳基薄膜/水复合润滑、碳基薄膜/润滑剂/纳米添加剂复合润滑,以及表面织构碳基薄膜和摩擦过程中生成碳材料的特殊碳基材料复合润滑六个体系对碳基薄膜固液复合润滑进行了综述.碳基薄膜/润滑油复合润滑无论是在大气还是在真空中都表现出优异的摩擦学性能,碳基薄膜/离子液体复合润滑对于提高在苛刻条件下服役的机械运动部件的摩擦学性能具有指导意义和广泛的应用前景.润滑添加剂的使用,可以在碳基薄膜/润滑油复合润滑体系的基础上进一步提高摩擦学性能,过渡金属氮化物/润滑油摩擦催化生成碳材料为进一步发现和发展不同的先进润滑和保护材料提供了前景.最后总结了目前研究领域中存在的一些问题,并对未来发展方向进行了展望.

月面环境下谐波减速器固液复合润滑寿命试验研究

本文对谐波减速器的失效机理和寿命影响因素进行了专门的研究分析。通过改进谐波减速器的润滑方式,开展了固液复合润滑特性分析和月面环境适应性分析,并对固液复合润滑谐波减速器进行了寿命试验验证。该固液复合润滑谐波减速器通过了在轨月面考核验证,为确定月面巡视器各活动机构谐波减速器的润滑技术状态提供了理论和试验依据,也为后续其他航天器的润滑技术状态提供了一条新的设计思路。

DLC-PFPE固液复合润滑体系的摩擦磨损性能研究

良好的润滑性是确保空间运动部件在轨工作寿命和可靠性的关键因素之一。目前空间运动机构多采用单一的固体润滑或油脂润滑,但两种方式均存在缺陷,无法满足新一代长寿命、高可靠航天器的需求。为延长空间润滑的寿命及提高其可靠性,本实验研究了类金刚石(DLC)薄膜的沉积工艺参数——丁烷、氩气流量以及负偏压和溅射功率对全氟聚醚润滑剂(PFPE)油脂条件下DLC薄膜的摩擦磨损性能与行为的影响机制,在此基础上确定了DLC薄膜的最佳沉积工艺。对DLC-PFPE固液复合润滑体系进行摩擦磨损性能测试,测得大气环境下其摩擦系数不高于0.15,摩擦磨损寿命不短于2.1×10^6 r;真空环境下摩擦系数小于0.1,摩擦磨损寿命不短于2.11×10^6 r。

一种固液复合润滑材料的真空摩擦学性能

要利用磁控溅射设备在单晶硅表面制备了Ti掺杂的DLC薄膜。研究了类金刚石薄膜和磷酸二丁酯单丁胺离子液体组成的固液复合润滑体系在真空度约为10^(-5)Pa条件下的摩擦学性能,采用非接触式三维表面轮廓仪对薄膜表面形貌和磨痕形貌进行观察分析。结果表明:该体系在高真空下具有较低的摩擦系数和良好的抗磨损性能。相比于Ti掺杂的DLC薄膜,复合体系磨损率低近一个数量级。

不锈钢-碳钢固液复合工艺技术研发

通过自主研发实验室装置,预见性复合模拟铸造,开展固液复合过程温度场数值模拟研究,明确固液复合主参数,研发不锈钢-碳钢水平固液复合工艺技术。依据不锈钢-碳钢固液复合实验室原理制造出的成品,开展具有保护浇注功能的水平固液复合铸造生产线工艺设备设计。

兰州化物所固液复合新型润滑涂层研究获进展

中国科学院兰州化学物理研究所磨损与表面工程课题组致力于高性能润滑与耐磨涂层的基础研究与应用研究。近日,该课题组在前期研究的基础上,基于边界润滑理念,利用组分改性、树脂基质结构调控改善本体强度,通过液相的可控迁移实现了固液协同润滑,突破了传统润滑涂层的设计理念,发展了具有优异减摩和耐磨性能的新型固液复合涂层。

固液复合润滑体系的摩擦学行为研究进展

随着空间高新技术工业的日益发展,对高性能润滑材料的要求日益增强,单一的润滑材料已经无法满足其发展需要求。固液复合润滑体系相比单一润滑材料具有更优异的摩擦学性能,已被广泛的开发和利用在不同的科学技术领域。对近年来固液复合润滑体系的研究进展和现状进行综述。

黏度、极性及配副因素在DLC薄膜固液复合设计中的影响

本文中系统研究了类金刚石(Diamond-like carbon,简称DLC)固体润滑薄膜与一系列不同黏度的烷烃、醇类液体润滑介质的复合润滑性能,并深入探讨了介质黏度、极性及摩擦配副在固液复合设计中的影响规律.我们发现所用DLC薄膜在所考察润滑介质中均表现出较好的稳定性及亲和性,而摩擦行为则呈现较大的差异:在非极性烷烃化合物润滑环境下,DLC/DLC和钢/钢摩擦副的摩擦系数随介质黏度的增加改变不大,钢/DLC摩擦副的摩擦系数则随着介质黏度的升高而逐渐降低;在极性的醇类介质中,钢/钢摩擦副的摩擦系数随着介质黏度的增大先下降后急剧上升,而钢/DLC和DLC/DLC摩擦副的摩擦系数随介质黏度的升高而降低.总之,介质黏度、极性和摩擦配副对体系润滑行为有很大影响,在进行固液复合润滑体系设计时,需综合考虑三者的相互作用关系.

固液浇注法铸铝/镁铸锭复合材料界面层研究

针对单一镁合金(AZ91D)耐热性差和耐腐蚀性差的问题,利用固液复合的方法将熔融铝液(纯铝)倒入镁合金中(AZ91D)制备Mg/Al合金双金属复合材料。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)以及拉伸测试对材料界面组织、相组成和硬度测试进行分析。试验结果表明:当以熔融纯铝为浇注金属时,浇注温度为730℃,空冷、镁合金(AZ91D)和铝锭未获得较明显的界面组织,猜测可能是出现了扩散连接。其中共有3个合金界面较明显的区域,其中中间界面区域为Al_(3)Mg_(2)和残存的MgSi_(2),Mg基体一侧主要为Mg基固溶体和极少量的Mg_(17)Al_(12),Al基体一侧主要为Al基固溶体和Al_(3)Mg_(2).

三层复合铝板固-液-固铸轧复合工艺变形特性及层厚比调控

本文以三层复合铝板固-液-固铸轧复合工艺作为研究对象,基于MSC.Marc生死单元法建立了二维热-力耦合模型并通过实验验证模型的可靠性;依据该模型获得铸轧区组元金属的变形特性及层厚比随工艺参数变化规律,并构建层厚比预测模型。结果表明:覆层在KISS点附近开始发生塑性变形,变形程度取决于KISS点高度。覆层厚度、铸轧速度对覆层层厚比的影响最为明显。基于该模型构建的层厚比预测模型具有较高的准确性,其最大相对误差仅为2.77%。最后,根据该预测模型,提出层厚比调控策略,即应先确定覆层厚度,随后匹配铸轧速度,最后调整浇铸温度与预热温度。

不同分子结构聚酰亚胺固-液复合摩擦学行为与润滑机理研究

设计合成了一种新型热固性聚酰亚胺(TPI)材料,利用DMA242C型动态热机械分析仪、万能试验机以及接触角测量仪等对其机械性能、热学性能以及表面基础油PAO10的润湿性能进行表征,并与商业化的热塑性聚酰亚胺YS-20作对比,考察了两种不同分子结构的聚酰亚胺(PI)在PAO10润滑下的摩擦学行为.球-盘摩擦试验结果表明,无论是在模拟的多次“启-停”往复运动,还是模拟一次“启-停”的旋转接触运动,TPI与PAO10的固-液复合体系均具有优异的抗磨减摩性能,主要归因于TPI与PAO10之间较好的润湿性与物理吸附作用.通过分子动力学模拟的方法,进一步验证了空间化学交联TPI的空间化学交联结构增强了其表面与PAO10之间的物理吸附作用,有助于提高边界膜的构筑速度与承载能力,进而改善了两者复合体系的摩擦学行为.

铜包钢棒三辊固-液铸轧复合工艺侧耳产生原因及调控策略

融合固-液铸轧复合技术和多辊孔型轧制技术,提出了金属包覆材料的三辊固-液铸轧复合工艺,为了解决封闭孔型内覆层金属变形过程中产生的边部侧耳问题,以铜包钢棒为研究对象,基于DEFORM软件建立了三维有限元仿真模型,分析了间隙类型和凝固点对边部侧耳的影响规律。结果表明,边部侧耳的产生根源是铸轧区的配合间隙,并且受凝固点影响显著;间隙类型为组合间隙时,变形区内的连续挤压区是形成大量连续边部侧耳的主要原因,通过提高设备装配精度和调控凝固点位置可以有效抑制边部侧耳的形成。此外,利用铸轧辊系和仿形侧封构建组合孔型可以实现边部侧耳几何结构的精细调控,有望将其作为翅片结构起到强化作用,用于制备热交换纵翅复合管。

固液复合成形铝镁双金属件平直界面的精确控制

提出了固液复合成形制造平直界面铝镁双金属构件的方法,即采用室温固态镁合金和铝合金熔体作为初始坯料,通过整体模锻使铝合金熔体充型并包覆镁合金坯料。研究了成形压力为250、300、350和400 MPa,铝合金熔体温度为660、710、760和810℃时构件的成形质量和界面平直度。结果表明:增大压力和升高铝合金熔体温度可提高铝合金熔体的流动性,进而提高成形质量和界面平直度;但压力过大或温度过高时,镁合金易发生塑性变形,造成界面弯曲。当成形压力为350 MPa、铝合金熔体温度为710℃时,获得了平直而稳定的机械-冶金结合界面,实现了铝镁双金属构件平直界面的精确控制,并通过后续切削加工获得了具有完整平直界面的铝镁双金属构件。