SLM成形表面织构对TC4钛合金干摩擦磨损性能的影响

基于一步法思路,采用金属3D打印机基于激光选区熔化(SLM)技术制备表面带有凹坑织构的TC4钛合金试样,采用光学相机、超景深显微镜和扫描电镜观察织构成形情况,利用激光共聚焦位移测试仪和显微维氏硬度计分别测试表面粗糙度和表面硬度,在干摩擦条件下采用摩擦磨损试验仪考察不同载荷下织构密度对TC4钛合金试样摩擦学性能的影响,并使用扫描电镜对摩擦实验前后的表面形貌进行分析。研究结果表明:一步法SLM成形能够在TC4钛合金表面获得成形良好的直径500μm的织构;随着织构密度的提高,钛合金试样表面粗糙度增大,表面硬度有所降低;干摩擦条件下,提高TC4钛合金试样织构密度有利于磨屑的收集从而减少试样的三体磨损,提高载荷有利于改善摩擦副接触状态;5 N载荷下40%织构密度试样的平均摩擦因数和磨痕宽度均最小,与无织构试样相比,平均摩擦因数和磨痕宽度分别降低12%和16%;40%织构密度下,载荷提高会引起摩擦因数的降低和磨损量增大,磨损表面犁沟和片状剥落增多。在干摩擦条件下,3D打印一步法制备的表面织构可以显著改善TC4钛合金的磨粒磨损和黏着磨损。

碳化硅及其镍钛复合材料干摩擦磨损性能的研究

采用改制的盘销式摩擦磨损试验机，在１５℃、３００℃、６００℃下，对浸Ｓｉ反应烧结ＳｉＣ及其复合材料的干摩擦磨损性能进行了研究．结果表明，添加Ｎｉ、Ｔｉ的ＳｉＣ复合材料对原ＳｉＣ材料１５℃常温时的摩擦学性能影响不大，但能使６００℃条件下的摩擦学性能得到明显改善，其中加Ｔｉ的ＳｉＣ复合材料的摩擦系数可降低到０３２．磨屑的Ｘ射线物相分析结果表明，加Ｎｉ、Ｔｉ的ＳｉＣ陶瓷复合材料与原ＳｉＣ陶瓷材料相比，在高温下的摩擦机制有着本质的不同，从而造成在摩擦学性能上有较大的差异．同时结合ＳＥＭ磨面分析。

三维网络SiC对铝合金干摩擦磨损性能的影响

用销-盘式高温摩擦磨损实验机研究了LF3铝合金及三维网络SiC(体积分数分别为10％、20％、30％)增强LF3铝基复合材料的干摩擦磨损性能,测量了复合材料及基体合金在室温和高温(25～300℃)条件下的摩擦系数和磨损率,用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,研究了三维网络SiC对铝合金磨损机制的影响。结果表明:复合材料的干摩擦磨损性能远优于基体合金(LF3),而且随着温度的升高,复合材料的抗磨损性能明显提高。三维网络SiC在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,同时其独特的结构制约基体合金的塑性变形和高温软化,并保护在磨损表面形成的氧化膜。在相同实验条件下,复合材料的摩擦系数、磨损率随着增强体的体积分数的增加而降低。复合材料的摩擦系数在滑行过程中的稳定性明显高于基体合金。

三维网络陶瓷增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能

设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷(骨架)增强铝合金复合材料。研究了铝合金及不同成分复合材料在不同温度及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,并分析了三维网络陶瓷(骨架)对铝合金磨损机制的影响。结果表明:复合材料的耐磨性远优于铝合金,而且随着三维网络陶瓷体积分数、温度及载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高;这种新型复合材料的摩擦系数随载荷变化保持稳定;在很宽的温度范围内,摩擦系数的稳定性均优于铝合金。这是由于三维网络陶瓷在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,其独特的结构制约了基体合金的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存。

Al_2O_(3f)+C_f/ZL109干摩擦磨损行为及其人工神经网络分析

采用挤压铸造法制备了氧化铝及碳短纤维混杂增强 Ｚ Ｌ１０９ 合金复合材料，考察了该复合材料的干摩擦磨损行为．结果表明：该复合材料的摩擦磨损性能随纤维总体积分数的增加而降低；当纤维总体积分数一定时，随碳纤维含量的增加复合材料摩擦磨损性能降低．采用人工神经网络技术对该复合材料的干摩擦磨损试验结果进行了综合分析，其结果与试验值吻合较好．分析表明：纤维总体积分数较小时，碳纤维含量对复合材料耐磨性的影响较大，随纤维总体积分数的增大其影响减弱；无论纤维总体积分数如何变化，碳纤维含量对复合材料摩擦系数均有较大影响，这是其自润滑作用的结果；载荷较小时，该复合材料摩擦磨损的跑合时间较长；随载荷的增大摩擦系数减小；

MoSi_2/CrWMn钢干摩擦磨损特性及磨损机理的研究

研究了干摩擦条件下MoSi2 与CrWMn钢对摩时的摩擦磨损特性 ,通过扫描电子显微镜 (SEM)和X射线衍射仪观察与分析了试样表面的磨损形貌以及磨屑的物相组成 ,并讨论了其磨损机理。结果表明 :MoSi2 材料的磨损机理依载荷变化而变化 :低载荷( 30～ 5 0N)作用下 ,其主要磨损机理为疲劳磨损 ;较高载荷 ( 80～ 15 0N)作用时 ,又转化成以粘着磨损为主。

添加CeO_2激光熔覆Ni基WC金属陶瓷涂层的高温干摩擦磨损性能

采用CO2横流激光器在21-4-N耐热钢表面熔覆添加0.5%CeO2的不同成分Ni基WC金属陶瓷复合层;对熔覆层进行了显微组织观察、显微硬度测量以及不同温度下的高温干摩擦磨损试验。结果表明,Ni21+25%WC+0.5%CeO2熔覆层组织均匀细小,高温下以粘着磨损和氧化磨损为主,干摩擦磨损性能优良。

高频淬火对FeNiMoCuCr粉末烧结钢干摩擦磨损性能的影响

采用销盘式磨损试验机研究了FeN iMoCuCr系粉末烧结钢经表面高频淬火后,在干摩擦磨损条件下的磨损性能,并借助于扫描电镜观察和分析了磨损形貌,探讨其摩擦磨损机制。结果表明,试验材料的磨损率在磨损开始阶段,随摩擦滑移距离的增加而增加,而后逐渐趋于稳定;高频淬火处理后的FeN iMoCuCr粉末烧结钢的耐磨性高于烧结未淬火的磨损率,扫描电镜显示干摩擦磨损形貌为微观犁沟和塑性变形,粘着磨损和氧化磨损是主要的磨损机制。

喷射成形高合金工具钢微动干摩擦磨损性能研究

在SRV-IV型摩擦磨损试验机上分别对喷射成形(SF)和电渣重熔(ESR)高合金工具钢与氮化硅(Si3N4)陶瓷球进行微动干摩擦磨损试验。利用SEM观察了磨斑的表面形貌并分析了其磨损机理。结果表明,与电渣重熔态材料相比,喷射成形态材料的耐磨性提高了47%;当载荷为100 N时,摩擦系数随着速度的增加先增大后减小;材料的磨损量随载荷和摩擦速度增大而增大。在较低载荷下,材料以磨粒磨损为主;随载荷的增加,磨损加剧,以磨粒磨损和粘着磨损为主;在较大载荷下,磨损机制转变为严重的氧化疲劳磨损和磨粒磨损。

等离子喷涂Al_2O_3涂层/GCr15干摩擦磨损性能研究

氧化铝陶瓷涂层因具有良好的耐磨、耐蚀性能而得到广泛的应用.本文利用销-盘式摩擦磨损试验机研究了大气等离子喷涂Al2O3涂层与GCr15摩擦副的室温干滑动摩擦磨损特性,用扫描电镜和能谱仪对磨损区域进行了分析.结果表明:在室温干摩擦条件下,Al2O3陶瓷涂层的磨损量随载荷的增加而增加,当载荷大于50 N时,涂层的磨损量随载荷的增加而降低,随线速度的提高而增加.在摩擦过程中,陶瓷涂层表面产生的表面膜,使涂层的磨损量减小.Al2O3涂层的磨损机理是脆性微剥落和粘着磨损共同作用.

Sialon陶瓷干摩擦磨损特性初探

本文研究了销-盘式sialon陶瓷摩擦副的干摩擦磨损随环境温度变化的特性。实验测定了摩擦副在空气中、室温到600℃环境温度下的摩擦系数和磨损因子。用SEM、TEM和X射线衍射技术观察和分析了磨损前后摩擦副的表面形貌、截面特征、磨屑的形状和磨屑及磨痕的相组成。本文试图揭示该材料的摩擦磨损随环境温度变化的特性并初步探讨磨损机理。实验结果表明:sialon陶瓷的主要磨损机理是断裂层离。

纳米TiO_2/PTFE复合材料的干摩擦磨损性能

利用磨损试验机、扫描电子显微镜等方法研究了表面处理与未处理纳米TiO2 (质量分数为 6% )填充聚四氟乙烯 (PTFE)复合材料的干摩擦性能。结果表明 ,纳米TiO2 能明显提高PTFE耐磨性并改变其磨屑形成机理。表面处理纳米TiO2 在PTFE中能较均匀分散。纳米TiO2 填充PTFE复合材料的摩擦系数比PTFE稍大 ,纳米TiO2 表面处理与否对PTFE复合材料的摩擦系数影响不大 ,但表面处理纳米TiO2 填充聚四氟乙烯耐磨性比PTFE有显著提高 ,表面处理与表面未处理纳米TiO2 填充PTFE复合材料的耐磨性比PTFE可分别提高 7倍和 3倍左右。

石墨形态对含铸铁干摩擦磨损行为的影响

本文利用自制的干摩擦磨损试验机,系统地研究了不同石墨形态含磷铸铁在不同接触压力及不同摩擦速度条件下的干摩擦磨损行为。试验结果证明,合磷蠕墨铸铁具有最佳的耐磨性及最高的摩擦系数。随着接触压力的提高,含磷铸铁的磨损量呈直线增加,而随着摩擦速度的提高,含磷铸铁的磨损量首先增加,而后则大幅度下降。随着接触压力和摩擦速度的提高,含磷铸铁的摩擦系数首先大幅度降低,而后趋于一相对稳定值。随着石墨长宽比的增加,摩擦系数趋于相对稳定值的接触压力和摩擦速度呈直线增加。

温度对NM500和0Cr18Ni9Ti干摩擦磨损性能的影响

采用QU-100分别与NM500耐磨钢和0Cr18Ni9Ti不锈钢组成摩擦副,进行高温摩擦磨损实验,研究了温度对其干摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着温度的升高,NM500的平均摩擦系数从常温的0.55降至600℃的0.41,磨损率从常温的1.23×10-4 mm3·N-1·m-1降至600℃的0.33×10-4 mm3·N-1·m-1;0Cr18Ni9Ti的平均摩擦系数从常温的0.306升至600℃的0.423,磨损率从常温的1.76×10-4 mm3·N-1·m-1降至600℃的0.81×10-4 mm3·N-1·m-1。高温形变和致密氧化膜的生成使NM500的摩擦系数和磨损率均随温度的升高而降低,而氧化膜的破坏导致0Cr18Ni9Ti的摩擦系数随温度的升高而升高。相同温度下NM500的磨损率小于0Cr18Ni9Ti,前者的耐磨性能优于后者。

V含量对V-Cr-Mn合金白口铸铁干摩擦磨损性能的影响

采用SEM、XRD、EDS以及往复式干摩擦磨损试验机对V含量不同的V-Cr-Mn合金白口铸铁的显微组织以及干摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:V含量不同的V-Cr-Mn合金白口铸铁的显微组织均为奥氏体、MC型碳化物及M7C3型碳化物;V含量为7.5%的V-Cr-Mn合金白口铸铁在室温下的干摩擦磨损性能优于V含量为10%和5%的V-Cr-Mn合金白口铸铁;不同V含量的V-Cr-Mn合金白口铸铁的干摩擦磨损性能与合金碳化物的硬度、颗粒尺寸及含量有关.

聚甲亚胺改性MC尼龙复合材料干摩擦磨损特性

通过原位聚合法制备出由两种不同化学结构聚甲亚胺改性的MC尼龙复合材料,利用环-块形式对比研究了与45#钢环对磨时在不同磨损条件下的干摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜对其磨损机理进行了分析。结果表明:在所测试的条件下,MC尼龙及其复合材料的摩擦系数随载荷的增加而逐步下降,聚甲亚胺在大多数条件下能够改善复合材料的耐磨损性能;在低速低载时,MC尼龙及其复合材料的磨损表面发生了明显的塑性形变,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;高速高载时,磨损机理主要为粘着磨损和疲劳磨损。

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2涂层的干摩擦磨损特性

利用等离子喷涂方法制备了Al2O3-TiO2涂层,测定了涂层的显微硬度和表观气孔率,并对涂层与GCr15钢配副,在不同P-V值及无润滑情况下进行了球-盘式摩擦磨损试验。试验结果表明:Al2O3-TiO2(w(TiO2)=13%)涂层在低速低载条件下具有显著的减摩抗磨性能;Al2O3-TiO2(w(TiO2)=20%)和Al2O3-TiO2(w(TiO2)=40%)涂层在高压力、转速工况下,具有优良的干摩擦特性。研究结果为实际生产选择涂层提供了依据。

工业纯铜与不同特性的磁控溅射镀层干摩擦磨损性能

利用磁控溅射技术制备CrTiA lN、TiN及类石墨(G raph ite L ike Carbon)硬质镀层,以高速钢为对比,通过摩擦因数及磨损形貌等研究不同镀层与纯铜的干摩擦磨损性能。结果表明,镀层的摩擦因数是决定与纯铜摩擦磨损性能的首要因素,摩擦因数越小,摩擦副之间的磨损性能越好;而与纯铜对磨时,摩擦副的摩擦因数取决于组成摩擦副材料之间的润湿性,材料的润湿性越差,则摩擦因数越低,因此具有减摩耐磨的GLC碳膜是与工业纯铜对磨的最佳镀层。

碳氮共渗钢干摩擦状态下磨损行为的研究

对 2 0 #钢试样进行C—N共渗热处理 ,经C—N共渗的试样进行干摩擦磨损试验 ,实验的载荷为 2N到6N ,滑动速度从 8m/s到 45m/s。摩擦磨损试验表明 :在滑动速度为 35m/s左右时 ,发生了从轻微磨损向严重磨损的转变 ,结合SEM、AES和XPS分析 ,磨损率的变化与磨损表面的氧化物形成与剥落、氧化物的类型转变(Fe2 O3 转变成FeO)

激光熔覆原位合成Fe基Ti_2B金属陶瓷涂层组织与干滑动摩擦磨损性能

采用CO2横流激光器在Q235钢表面熔覆制备了原位合成Ti2B/Fe金属陶瓷复合涂层,对熔覆层进行了显微组织观察、XRD分析以及室温下的干滑动摩擦磨损试验。结果表明,Fe基Ti2B金属陶瓷增强熔覆层组织细小、致密、无缺陷,Ti2B颗粒增强相同基体之间结合良好。室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和硬质相的剥落,干摩擦磨损性能优良。