9Cr18和GCr15球-盘摩擦副摩擦学性能分析

利用球 盘摩擦试验机 ,在大气和真空环境中分别考察了 9Cr18和GCr15钢在干摩擦和固体润滑条件下与钢球的摩擦磨损性能。试验结果表明 :两种材料在真空环境中或MoS2 基薄膜润滑条件下 ,摩擦系数都明显低于大气环境或无润滑条件 ,而且摩擦振动和噪音较低 ,磨痕表面较光滑 ;通常的摩擦副在真空环境中的摩擦系数、磨损量比大气中大。研究表明这是由于 9Cr18盘表面干摩擦跃迁导致了加工硬化和MoS2 基薄膜润滑作用。通过对动态滑动摩擦系数及其特征值的系统分析 ,对这两种材料的摩擦过程特性进行了研究。

NiCrWRE合金粉末喷熔层和SAE52100球-盘摩擦副摩擦性能研究

在45#钢表面制备了NiCrWRE合金粉末喷熔层,利用球-盘摩擦试验,进行了NiCrWRE合金粉末喷熔层与SAE52100钢球的干摩擦磨损试验研究。结果表明:NiCrWRE合金喷熔层具有良好的耐磨性和较低的摩擦系数,在低速轻载条件下,镍基合金喷熔层的磨损机理为微观切削;高速重载时,表现为粘着磨损和磨料磨损,喷熔层表面形成了致密的氧化物膜,有效地降低了磨损率。

纹理表面滑动摩擦稳态摩擦学性能

基于稳态滑动摩擦系统模型,采用球-盘摩擦副定量分析研究法向载荷、滑动速度、初始表面纹理和摩擦副材料对稳态摩擦因数的影响,得到稳态摩擦因数在不同工况下的变化规律。结果表明:滑动摩擦的稳态摩擦因数与磨损率正相关,周向纹理表面的稳态摩擦因数最大,无纹理表面的稳态摩擦因数次之,径向纹理表面的稳态摩擦因数最小;无论何种初始表面形貌,随着转速的增加,稳态摩擦因数先减小后增大,随着法向载荷的增大,稳态摩擦因数呈增长趋势;较深较宽的表面纹理具有更大的稳态摩擦因数和更大的瞬时波动;稳态摩擦因数也与摩擦副材料的选取有关。

Al-Zn-Mg合金高温摩擦磨损行为研究

采用高温摩擦磨损试验机,在25~500℃的试验温度和1~5 N法向载荷下对Al-Zn-Mg合金进行球盘摩擦试验,分析不同试验温度和法向载荷下Al-Zn-Mg合金摩擦系数变化、磨损表面及亚表层的形貌特征和成分特征,研究了试验温度和法向载荷对Al-Zn-Mg合金摩擦行为的影响。结果表明:载荷为5 N时,在25~500℃温度区间内,摩擦系数随着试验温度的升高而增大,磨损表面O元素含量逐渐增加,磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为高温下的黏着磨损和氧化剥层磨损;温度为500℃时,随着载荷从1 N增加至5 N,铝合金摩擦系数急剧增大,磨损表面磨屑体积增大,剥落层深度增加,出现较厚的摩擦层。高载荷滑动摩擦过程中,摩擦层破碎形成的氧化物颗粒在摩擦界面形成三体摩擦,加剧磨损。

高温下氮化硅的摩擦学性能研究

利用球-盘摩擦副滑动磨损试验机,从常温到1 000℃之间的5个阶段温度范围内考察了氮化砖的摩擦磨损特性以及磨损机理,并利用扫描电子显微镜观察和分析了氮化硅表面所形成的氧化层对摩擦和磨损特性的影响.结果表明:摩擦系数随载荷增加而减少,但主要受温度的影响;在常温下,磨损率随滑动距离的增加而下降,在载荷为29.4 N下,温度从常温增加到1 000℃吋磨损率增加了292倍;常温～750℃之间磨损机理主要表现为脆性破坏,750～1 000℃之间随温度的上升磨损主要受表面氧化的影响.

TiAlN涂层与2Cr12Ni4Mo3VNbN不锈钢的摩擦性能研究

通过球—盘摩擦试验,结合扫描电镜、能谱仪等检测手段和表征方法,研究了TiAlN涂层与汽轮机48英寸叶片材料2Cr12Ni4Mo3VNbN的摩擦行为以及摩擦磨损机理。试验结果表明,TiAlN涂层球—盘磨损失效主要为氧化磨损与磨粒磨损共同作用的机制。TiAlN涂层在不同滑动速度下的摩擦系数先低后高,最后趋于平稳。涂层和不锈钢发生了明显的粘结现象,其抗粘结磨损性能较差。

刀具-切屑接触区的应力分布建模方法研究

刀具-切屑之间的接触区特性对切削过程中的切削力、切削热及刀具磨损等均有较大影响。利用UMT-2高速球-盘摩擦试验机进行硬质合金球(模拟刀具)和Al7050-T7451(模拟工件)的摩擦试验。测量摩擦后得到的沟槽三维形貌和硬质合金球上的磨痕形状,对硬质合金球和Al7050-T7451盘之间的三维接触应力状态进行分析计算,进而建立考虑相对运动速度和接触应力的滑动摩擦因数表达式。提出刀具-切屑接触区几何尺寸和应力分布的计算方法,设计正交车削试验测量主切削力和吃刀抗力,进而通过计算获得不同切削速度下的刀具-切屑接触长度、接触长度上黏结区的长度、以及黏结区、滑动区长度之比,从而量化不同切削条件下刀具-切屑的接触状态。

热处理对SLM成形18Ni300马氏体时效钢摩擦磨损性能的影响

采用SLM成形技术制备18Ni300马氏体时效钢,并对其进行时效热处理,采用球-盘摩擦磨损试验模拟局部高应力摩擦磨损工况。研究热处理前后试样微观组织及力学性能变化对摩擦磨损性能的影响。对热处理前后的试样进行微观组织观察,并测量其密度、硬度、抗拉强度和伸长率变化,利用3D轮廓仪和扫描电镜观察磨损区域。热处理后试样的密度变化不大,硬度由37.7 HRC提高至54.5 HRC,抗拉强度由1108 MPa提高至2028 MPa,伸长率由14.5%下降至4.6%。热处理前,试样的摩擦因数为0.40,体积磨损率为1.87×10^(-4)mm^(3)·(N·m)^(-1),热处理后试样的摩擦因数为0.41,体积磨损率为1.41×10^(-4)mm^(3)·(N·m)^(-1)。磨损机制以磨粒磨损和粘着磨损为主,伴有轻微氧化磨损。