浸锑石墨与无压烧结SiC和3D打印SiC密封材料配对副的摩擦磨损特性研究

为研究干气密封用密封材料的摩擦学特性,采用销盘旋转试验台研究3种浸锑石墨在干摩擦条件下分别与无压烧结SiC和3D打印SiC配对时的摩擦磨损特性,探讨了速度、载荷对密封材料摩擦磨损特性的影响,揭示了配对副材料表面的磨损机理。结果表明:随着载荷p与速度v的乘积(pv值)的增大,摩擦因数和磨损率均呈现逐渐减小趋势;在pv值较小时磨损机理为严重的磨粒磨损和轻微的黏着磨损,在pv值较高时磨损主要发生在碳化硅摩擦表面黏附的石墨转移层间,磨损机理主要表现为黏着磨损;在研究pv值变化对浸锑石墨与SiC密封材料配对副摩擦磨损特性的影响时,首选定载荷变速度试验方法。

超低温环境下铝/铜摩擦副的摩擦磨损特性

为探究超低温环境下铝/铜摩擦副的摩擦磨损特性,采用四球摩擦磨损试验机、表面轮廓仪、扫描电镜等研究超低温环境下不同载荷、不同转速时铝/铜摩擦副的干摩擦性能,并与常温工况进行对比。研究结果表明:超低温环境下,铝/铜摩擦副的平均摩擦因数随着载荷的增加呈现下降趋势,但摩擦副的平均摩擦因数与磨损量比常温环境下的大;常温环境下,摩擦副产生的铝屑集中黏附在铝基体表面中央区域,而超低温环境下铝屑主要分布在铝基体表面边部区域,且有逐渐向摩擦面外排出的趋势;在常温环境下,铝/铜摩擦副摩擦磨损以磨粒磨损和黏着磨损为主,在高载荷、高转速时主要发生黏着磨损甚至出现烧结现象,而在超低温条件下,其摩擦磨损以磨粒磨损为主,在高载荷、高转速时摩擦面间主要发生挤压剥落现象。

N-油酰基谷氨酸水基润滑添加剂的合成及其摩擦磨损特性研究

将油酸酰氯和谷氨酸在碱性溶液中反应得到N-油酰基谷氨酸,用红外光谱仪对其结构进行表征;用四球摩擦磨损试验机考察了N-油酰基谷氨酸三乙醇胺盐在水溶液中的摩擦磨损性能,并用俄歇电子能谱仪分析其磨斑表面边界膜的化学组成和元素分布.结果表明,当N-油酰基谷氨酸三乙醇胺添加量为0.25%时,其水溶液表现出较好的抗磨和减摩特性.这可能是由于N-油酰基谷氨酸三乙醇胺盐中的极性基团吸附在钢球表面、长碳链疏水性烃基在金属表面形成较厚的保护膜、在较高载荷条件下发生化学反应并形成高强度摩擦化学反应膜的缘故.当添加剂的添加量为2.00%时,N-油酰基谷氨酸三乙醇胺盐的防锈性较好,经细菌性试验表明其具有一定的抗菌能力.

不同气氛环境中钢/铜摩擦副的高速干滑动摩擦磨损特性研究

采用MMS-1G型高温高速摩擦磨损试验机研究了在氧气和二氧化碳2种气氛环境中CrNiMo钢/H96黄铜摩擦副的高速干滑动摩擦磨损特性,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对CrNiMo钢销试样的磨损表面形貌及其元素的化学状态进行分析,结合摩擦表面宏观温度的测量,分析了不同气氛环境中pv值对摩擦副摩擦磨损特性的影响.结果表明,在不同气氛环境中,摩擦副表现出完全不同的摩擦磨损特性,在二氧化碳气氛环境中,摩擦副的摩擦系数与CrNiMo钢的磨损率均高于氧气气氛环境中,这是由于2种气氛环境中的摩擦表面温度及其磨损机制的差异所致.二氧化碳气氛环境中的摩擦表面温度高于氧气气氛环境中的摩擦表面温度,其主要磨损机制为磨粒磨损、金属流变和粘着磨损;而氧气气氛环境中主要表现为氧化磨损和粘着磨损.

Al_2O_3·SiO_2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3·SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3·SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.

TiN基纳米复合超硬薄膜的摩擦磨损特性

分别用磁控溅射、脉冲直流和射频等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)技术得到了TiN、TiSiN、TiBN及Ti-C-N纳米复合超硬薄膜。用球盘式摩擦磨损试验考察了各种薄膜的磨损特性。结果表明此类纳米复合超硬薄膜的抗磨损性能比单纯的TiN薄膜有显著提高,但复合薄膜的室温摩擦因数较高,高温下摩擦因数也仅有轻微降低,可能由于表层生成减摩氧化层所致。特别对于TiSiN薄膜,随薄膜中Si含量的上升,其耐磨损性能有所下降。

两类高岭土填充UHMWPE基复合材料及其摩擦磨损特性

分别用釜内聚合和机械熔融混合方法制备高岭土填充UHMWPE基复合材料,对其热性能,结晶性、聚集态结构和与45钢对摩的滑动摩擦磨损性能进行了实验研究,并分析了复合材料的摩擦磨损特性与其结构之间的联系。结果表明,釜内聚合法制备的复合材料具有比较好的性能,良好的性能源于高度分散的高岭土颗粒的增强作用和较高的界面结合强度,也与UHMWPE的结晶形态有关。

Ni60A等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性

研究了Ｎｉ６０Ａ等离子喷涂层的组织结构及其摩擦磨损特性：涂层呈片层状的堆积状态，片层内为镍基固溶体及弥散分布其上的尺寸较大的Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６ 及尺寸较小的Ｎｉ３Ｂ颗粒；涂层的平均硬度约ＨＶ６８３；涂层的磨损机制是剥层磨损和磨料磨损。

MoSi_2材料摩擦磨损特性的研究与发展

金属间化合物二硅化钼(MoSi_2)兼具金属和陶瓷材料的双重特性,成为开发和研究的重点。从耐磨性角度出发,重点评述了MoSi_2基复合材料以及MoSi_2增强陶瓷材料的摩擦磨损特性的研究现状,并展望了MoSi_2材料作为耐磨材料的前景。

氮化物硬质涂层中Cr、Ti和Al元素对摩擦磨损特性的影响

利用四靶闭合场非平衡磁控溅射(CFUBMS)技术在石英玻璃和抛光不锈钢片两种基底上制备含有Cr、Ti和Al元素组合的各种氮化物涂层。采用摩擦磨损仪测试涂层摩擦系数,应用金相显微镜对各个涂层磨痕形态进行分析,结果表明TiN、CrN、TiAlN、CrAlN以及CrTiAlN涂层的摩擦系数依次减小,耐磨特性依次提高;结合涂层的X射线光电子能谱分析,可以得到含有Al元素涂层中形成了AlN的结构,提高涂层的硬度,增加耐磨特性;在涂层中含有Cr元素形成了氧化物Cr2O3可以提高涂层自排屑能力,减小摩擦系数,增加耐磨特性,含Ti元素形成的氧化物TiO2则不利于涂层的摩擦磨损特性;由于CrTiAlN本身具有比三元氮化物更高的涂层硬度,且含有Al和Cr元素,因此该涂层具有最好的摩擦磨损性能。

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。

聚乙烯醇水凝胶/钛合金摩擦磨损特性的正交试验研究

利用冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,运用正交试验法在球-盘摩擦磨损试验机上研究滑动速度、载荷和润滑状态对PVA水凝胶/钛合金摩擦副摩擦系数的影响及在不同载荷下的磨损性能.结果表明:滑动速度、载荷和润滑状态3种因素对PVA水凝胶/钛合金球摩擦副的摩擦系数影响显著程度由高到低依次为载荷>滑动速度>润滑状态;在干摩擦和水润滑状态下,摩擦系数变化甚微,平均摩擦系数随滑动速度的增加而下降,随着载荷增加而升高;当转速从110 r/min升至220 r/min时,平均摩擦系数从0.038降至0.031,降幅达19.4%;当载荷从5 N增至10 N时,平均摩擦系数从0.027增至0.042,增幅达51.8%;PVA水凝胶的磨损率随载荷增加而降低且载荷对磨损率影响的显著程度逐渐降低;当载荷从5 N增至10 N时,磨损率降幅高达2.6倍,当载荷从10 N增至15 N时,仅下降35%.

放电等离子快速烧结C/Cu复合材料的组织和摩擦磨损特性研究

利用机械合金化和放电等离子快速烧结法制备C/Cu复合材料,采用X射线衍射仪、显微硬度计、销-盘式摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、干摩擦条件下的摩擦磨损性能及其磨损机制进行分析.结果表明:C/Cu复合粉末尺寸随球磨时间的延长明显细化,C在Cu中形成过饱和固溶体;放电等离子烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;相对电解粗铜烧结样品而言,C/Cu复合材料表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为粘着磨损和剥层磨损.

沟槽面积对不同润滑油温下离合器摩擦磨损特性的影响

摩擦片沟槽面积和润滑油温度的变化都会影响摩擦副的接触状态,从而对离合器的摩擦磨损特性产生显著影响。本文中建立了摩擦副微凸体接触数值模型,研究了润滑油温度对摩擦副局部接触压力和接触面积的影响;应用离合器台架实验,揭示了摩擦片沟槽面积在不同润滑油温度下对湿式离合器摩擦磨损性能的影响。结果表明:润滑油温度的增加促进了局部接触面积和最高接触压力的增加;随着润滑油温度的升高,不同沟槽面积工况下的摩擦转矩和摩擦因数差异越来越显著;沟槽面积越大,摩擦元件磨损越严重,吸附的炭黑越少。

含超细金刚石石墨粉润滑油摩擦磨损特性研究

本文分别在往复磨损试验机和四球试验机上考察了超细金刚石石墨粉(平均粒径为20～40nm)作为添加剂,对20号机械油摩擦磨损特性的影响。试验结果表明,适宜的添加剂浓度对20号机械汕的抗磨减摩性能有改善,摩擦副的工作压力对添加剂作用的发挥也有影响。文中对这种超细粉添加剂的作用机理作了初步的探讨。

PCrMo钢的摩擦磨损特性实验研究

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机、光学及扫描电子显微镜,研究了PCrMo钢配副的干滑动摩擦磨损特性。结果表明:摩擦因数随着载荷的增加而增加,随着滑动速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增加,随着滑动速度的增加先增加而后降低。PCrMo磨损失效机理主要表现为疲劳剥落和粘着磨损。

锌铝合金和铝青铜摩擦磨损特性的研究

研究了锌铝合金ZA-Si和铝青铜ZCuAl10Fe_3在20号机油润滑条件下的摩擦磨损特性,结果表明:在一定的条件下,ZA-Si合金的耐磨性能和磨合性能均明显优于ZCuAl10Fe_3合金;二种合金的磨损机制主要是犁削、辗压和粘着,ZA-Si合金的粘着磨损具有延缓性和失效性的双重特性;摩擦面的物质转移层和氧化膜对摩擦副双方的摩擦磨损都有较大的影响。

定向凝固高铬白口铸铁干滑动摩擦磨损特性

研究了定向凝固高铬白口铸铁与淬火 40Cr钢 (硬度HRC5 1～ 5 3 )配副时碳化物纤维排列不同位向的干摩擦磨损特性。结果表明 ,碳化物纤维排列不同位向的相对耐磨性随摩擦功率而变化。摩擦功率低于某一临界值时 ,碳化物纤维垂直位向的磨损率较其它位向的低 ;摩擦功率高于该临界值时 ,碳化物纤维垂直位向的磨损率反而高于其它位向的。该临界值的高低与基体组织有关 ,奥氏体基体时最高。摩擦系数与碳化物纤维排列位向无关。

不同试验模式下C/C-Cu复合材料的摩擦磨损特性

采用无压熔渗工艺制备1种新型的具有自润滑耐磨性能的炭纤维整体织物/炭-铜(C/C-Cu)复合材料,分别在环-块运动模式、销-盘运动模式和往复运动模式下对该材料的摩擦磨损特性进行研究,并与粉末冶金方法制备的滑板用C/Cu复合材料进行性能比较。结果表明:C/C-Cu复合材料在不同试验模式下表现出迥异的摩擦磨损特性。往复运动模式下试样表面形成完整光滑的磨屑层,摩擦因数和磨损量均分别维持在0.02和1.70 mm3的较低水平,摩擦磨损性能优于C/Cu复合材料;环-块模式下试样磨损面粗糙,摩擦因数最高,达到0.25以上,磨损量最低,仅为0.75 mm3与C/Cu复合材料的摩擦磨损性能相当;销-盘模式下试样的磨损量远高于其它2种摩擦模式,最高达55 mm3,摩擦磨损性能比C/Cu复合材料差。

块式制动器摩擦磨损特性的实验研究

以块式制动器实物进行了摩擦磨损特性实验,发现制动衬垫比压、制动初速度和制动器温度对摩擦系数有显著影响,制动衬垫比压对单位摩擦功的制动衬垫线磨损率无显著影响;摩擦系数和单位摩擦功的制动衬垫线磨损率均可用正态分布来描述。并指出制动器设计或选用时应考虑制动衬垫比压和制动初速度两因素。