Antifriction and wear resistance of tin diffusion coating on brass

After brass is coated with tin, heat treatment makes the coating metal Sn and the substrate metallic elements Cu and Zn diffuse with each other. This causes the coating composition to be changed and the interface to be strengthened. The diffusion coating with a multiphase structure formed by this process has excellent properties of antifriction and wear resistance. With the aid of scanning electron microscopy, electronic probe microanalysis and X ray diffraction, the mechanism of the properties is discussed.

The new antifrictional epoxidographitofluoroplastic materials, reinforced by clothes

The antifrictional polymeric compounds on the base of epoxy binder are received. There are tribotechnical, mechanical, physico-chemical and thermal compounds properties have been researched. The production methods of epoxidographitofluoroplastic materials, rienforced by clothes from tribotechnical goods are proposed.

熔体过热和脉冲磁场协同处理对Mn_(5)Si_(3)增强Cu-35Zn-3Al合金显微组织、力学和耐磨性能的影响

研究熔体过热和脉冲磁场协同处理对Mn_(5)Si_(3)增强Cu-35Zn-3Al合金显微组织、力学和耐磨性能的影响。研究结果表明,协同处理促进了熔体中的溶质迁移以及Mn_(5)Si_(3)晶体生长的吸附动力学,抑制了六棱柱形貌Mn_(5)Si_(3)颗粒上孔洞的形成。协同处理后热锻态合金的抗拉强度和伸长率分别提高了9.0%和66.5%,这是由于拉伸变形过程中不含孔洞的Mn_(5)Si_(3)颗粒断裂强度提高,产生的应力集中减小,因此失效方式由脆性解理断裂转变为从基体中拔出,颗粒和基体间的载荷传递作用增强。在承受摩擦时,协同处理后合金的磨损亚表层中Mn_(5)Si_(3)颗粒不易发生剪切断裂,抑制了裂纹扩展和材料剥落,因而产生的剥层磨损减小,合金耐磨性显著提高。

低温熔融盐体系电沉积制备铝锡合金

以AlCl_(3)-NaCl-KCl低温熔融盐体系作为电解质,无水SnCl_(2)作为原料,对电沉积制备Al-Sn合金进行研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析合金产物的形貌和成分组成;通过极化曲线法和摩擦磨损实验对合金产物的耐蚀性和耐磨减摩性进行检测分析;通过维氏硬度计和涂层附着力自动划痕仪对合金产物的硬度与膜基结合力进行表征。结果表明:当SnCl_(2)添加量为0.04~0.08 g时可制备出锡含量为10%~18%的中锡铝合金,最佳沉积温度为160~200℃、沉积时间为40~50 min、电流密度为40~50 mA/cm^(2);随镀层中锡含量的提高,其耐蚀性逐渐变差,而耐摩擦磨损性能先提高后降低,并在SnCl_(2)添加量为0.06 g,即镀层中锡的含量为14 wt%时有最佳摩擦磨损性能;沉积温度对合金镀层的硬度及结合力有很大影响,随沉积温度的升高,合金镀层的膜基结合力和硬度均呈现先提高后降低的趋势,当沉积温度为200℃时,其结合力和硬度最佳。

不同厚度铜基银镀层的耐腐蚀和摩擦磨损性能

针对铜基电镀银在隔离开关梅花触头方面的应用环境,通过大气腐蚀、电化学腐蚀及摩擦磨损试验探究了铜基体及其电镀不同厚度(10、15和20μm)银层后的耐蚀性和耐磨性。结果表明,对铜基体电镀银能够提高其耐蚀性和耐磨性,银镀层厚度为10μm时具有最佳的耐腐蚀和耐磨性。

环形束激光熔覆CuPb10Sn10减摩涂层组织性能调控

目的为了从原理上改良汽车关键零部件特定表面的减摩性能,提出环形激光熔覆高质量CuPb10Sn10铜合金异质涂层提升零部件耐磨减摩性能的方法。方法设计单层熔覆、顶部重熔、逐层重熔3种制备方案,采用环形束激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备熔覆层。分析试样的表面形貌、孔隙率、物相构成,并分析熔覆层–基材的结合强度及耐磨减摩效果。结果基于环形激光熔覆单层熔覆层设计的逐层重熔和顶部重熔制备工艺方法均能在42CrMo钢表面实现厚1mm减摩涂层的成功制备。单层熔覆在熔覆过程及环境参数改变范围内的质量提升效果有限,缺陷分布明显且难以控制;顶部重熔过程中热量分布特征导致的Marangoni效应未使熔覆质量实现有效优化,熔覆层内部孔洞、裂纹、热影响区(HAZ)等缺陷未显著减少;逐层重熔法制备的熔覆层质量大幅提升,制备过程显微组织变化过程为:不均匀网状分布–独立棒状分布–“芝麻”状分布,且发现“芝麻”状分布SPP(富铅第二相粒子)的减摩效果优于独立棒状分布SPP。熔覆层出现偏析分层,且凝固过程晶粒长大生成柱状枝晶。逐层重熔法制备的CuPb10Sn10熔覆层孔隙率不高于0.5%,摩擦因数较原始基材表面下降量可达75%。结论实现了碳钢材料零部件表面高性能耐磨减摩涂层的成功制备,为汽车制造等工业零部件设计与生产提供了新的思路及工艺理论指导。

石墨烯及其复合材料摩擦学研究进展

石墨烯是一种高性能的二维纳米润滑材料,被广泛应用于摩擦学领域。本文介绍了石墨烯独特的层状结构和表面形貌赋予其优异的本征摩擦性能,包括层间滑移行为加快了非公度转变,构织石墨烯表面褶皱储存纳米粒子降低其表面摩擦系数。归纳了作为第三体介质研究其复合润滑性能存在的问题,包括团聚现象及分散性差等。重点综述了石墨烯复合润滑的研究进展,其中包括将其引入润滑体系中制备复合添加剂,发挥其与各添加相之间的协同作用;阐述了流体切削过程中石墨烯纳米粒子具有修复金属材料加工表面的功能,有效抑制了摩擦温升,降低了切削过程的摩擦系数;将其作为增强相通过溶液共混、层压烧结、氧化改性、原位聚合等成型工艺制备复合材料。概述了提高石墨烯与各组分之间协同性以及与基体材料结合强度的方法,总结了其改善材料减摩耐磨性能的作用机理。展望了石墨烯及其复合材料的未来研究趋势,并提出了仍需进一步开展的研究工作。

苄基硫化物在基础油中的性能考察

以苄基氯,硫化钠及硫黄粉为原料合成了苄基硫化物,并用红外光谱(IR)及气相色谱-质谱(GC-MS)对合成的苄基硫化物的结构与组成进行了表征。苄基硫化物中主要由14.20%的苄硫醇,5.26%的二苄基硫醚,68.36%的二苄基二硫及12.18%的二苄基三硫等组成,热稳定性能优良。在PAO6,150BS以及癸二酸二辛酯(DOS)等基础油中对苄基硫化物的溶解性,抗磨损性能与减摩性能进行了评价。苄基硫化物在DOS中的溶解性良好,在PAO6和150BS中的溶解性稍差,但优于二苄基二硫的溶解性。合成的苄基硫化物对PAO6,150BS及DOS的抗磨损性能均有提高,对150BS有较好的减摩作用,在DOS中的减摩效果并不明显,对PAO6的减摩性能则有负面影响。(图9表2参考文献7)

新型黄铜摩擦磨损特性的试验研究

以含铬黄铜和铝青铜ＺＣｕＡｌ１０Ｆｅ３为研究对象，测定了合金在不同条件下的摩擦因数，磨损量和承载比压。结果表明，含铬黄铜是一种在重载低速条件下使用的优良滑动耐磨材料。

热处理对耐磨黄铜组织和性能的影响

在普通黄铜中加入Fe、Mn和Si等元素后,可在基体中形成Mn_5Si_3或Fe_3Si颗粒相,从而可大幅度提高黄铜的强度和耐磨损性能.对这类黄铜进行淬火和回火处理,可改变显微组织中颗粒相的粒度、分布和致密度,从而可进一步改善材料的性能,尤其是当合理地控制回火温度和时间,使显微组织中出现少量α相时,可使材料的耐磨损性能达到最佳状态.

Ni-W-P-SiC-WS_2耐磨减摩复合镀层的制备及性能研究

在金属表面制备高硬度、耐磨损且摩擦系数低的功能涂层，可以有效减少摩擦功耗，延长机械设备的使用寿命。采用化学复合镀方法，在不锈钢基质上实现Ni—WP—SiC—WS2镀层的镀覆，并对镀层的表面形貌、微观结构、成分、硬度、摩擦学性能和耐蚀性等进行了测试和分析，研究结果表明，NiW—P—SiC—WS2镀层表面平整，由胞状物和分布均匀的复合颗粒组威；镀层中P的含量在5％～8％之间，属于中磷镀层。与同等实验条件下的二元合金镀层Ni—P—SiC—WS2镀层相比，由于W的共沉积，三元合金镀层Ni—W—PSiC—WS2的微观硬度、腐蚀性能和耐磨性均有所提高，同时自润滑性能更加优异。

自润滑刀具材料研究综述

自润滑刀具材料具有优异的减摩、抗磨性能 ,其开发与应用对提高切削加工生产率、降低加工成本、减少资源消耗、防止切削液污染环境、实现绿色加工具有重要意义。本文对自润滑刀具材料的基本概念、应用前景、性能特点。

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。

碳纤维/中铜-石墨复合材料的组织与性能

研究了用传统的粉末冶金法制备的碳纤维／中铜－石墨复合材料的部分性能，并用扫描电镜观察了它的显微组织和磨面形貌。结果表明，碳纤维／中铜－石墨复合材料具有良好的减摩、耐磨性能。

热处理对TA2合金表面激光熔覆Ti_2SC/TiS涂层组织和力学性能的影响

目的对激光熔覆自润滑耐磨涂层进行热处理,获得具有较好摩擦学性能的复合涂层。方法采用激光熔覆技术在TA2合金表面熔覆40%Ti-25.2%TiC-34.8%WS_2复合粉末制备自润滑耐磨复合涂层。将涂层置于500℃真空中分别保温1、2 h,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机以及原子力显微镜(AFM)系统地分析了热处理前后涂层的物相、组织、显微硬度及摩擦学性能。结果未经过热处理和经过热处理涂层的主要物相均为α-Ti、(Ti,W)C_(1-x)、TiC、Ti_2SC和TiS。相比未经热处理涂层的显微硬度(1049.8 HV_(0.5)),经过热处理1 h和2 h涂层的显微硬度(1143.3 HV_(0.5)和1162.7 HV_(0.5))有所上升。热处理1 h和2 h涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.29和6.66×10^(-5) mm^3/(N·m)以及0.29和5.65×10^(-5) mm^3/(N·m),比未热处理涂层(0.32和18.92×10^(-5) mm^3/(N·m))的耐磨减摩性能有所提升。经过热处理1 h和2 h涂层的磨损机理均主要表现为磨粒磨损,未经热处理涂层的磨损机理主要为塑性变形和粘着磨损。结论相比未经热处理的涂层,经过热处理1 h和2 h的涂层显微硬度有所升高,摩擦学性能得到提升,但在两种热处理时间条件下,涂层显微硬度和摩擦学性能变化较小。

纳米铜润滑油添加剂摩擦学性能试验研究

选择轴承中使用最广泛的钢-钢摩擦副组成的摩擦体系,利用钢球的4球摩擦机,通过电子扫描电镜(SEM)观察磨斑直径和磨痕深浅,并对比摩擦系数,确定了纳米铜添加剂的最佳添加浓度为0.5%(质量分数)。然后利用TLP接触疲劳试验机组模拟高速轴承的工况,考察了油溶性纳米铜添加剂的摩擦学性能;通过完全失效试验,验证纳米铜添加剂的实用性,并分析了其减摩机理。试验证明,0.5%纳米铜颗粒在轴承运转中不仅能够起到减摩抗磨的作用,而且能够延长轴承的使用寿命,提高近3倍。

超声振动对GCr15/45钢摩擦副油润滑下的摩擦磨损性能影响

在超声振动摩擦磨损实验仪上考察了超声振动对GCr15/45钢摩擦副油润滑下的减摩抗磨性能影响,初步探讨了在超声振动下摩擦磨损机制。结果表明,超声振动作用下45钢表面的质点会产生振动,减小了摩擦副间的正压力,破坏了表面油膜的形成影响摩擦副间的减摩抗磨性能。在所选试验载荷范围内,超声振动均可以不同程度的改善摩擦副的减摩抗磨性能,其中载荷为40 N时,超声振动对摩擦副的减摩抗磨性能改善最显著,摩擦因数和磨损体积比没有超声振动时分别降低了10%和49%。超声振动没有改变GCr15/45钢摩擦副的磨损机制,但可以减轻磨粒磨损程度。

磷化膜后处理与润滑状况对其摩擦学特性的影响

研究了钢铁材料表面磷酸锰盐膜的刷光处理与润滑条件对其摩擦学特性的影响。试验结果表明 ,仅在边界润滑状况下磷化膜才具有明显的减摩耐磨作用 。

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。

激光熔覆铁基Cr_3C_2/MoS_2覆层的组织和摩擦磨损性能

采用激光熔覆方法,在45钢表面制备出铁基-Cr3C2/MoS2耐磨减摩覆层,通过OM、SEM、EDS、XRD、摩擦磨损试验及XPS对覆层组织、摩擦磨损性能及磨球表面氧化进行了分析。研究表明,熔覆过程中Cr3C2分解主要生成了Cr23C6硬质相;MoS2部分分解形成了CrS微粒,与保留的MoS2一起对覆层材料起到润滑作用。与铁基合金覆层相比,加入Cr3C2/MoS2颗粒后,覆层的摩擦磨损性能显著改善;加入12Cr3C2/6MoS2后,覆层的摩擦因数降低到0.21,仅为铁基覆层的56%,相对耐磨性为其2倍;与Cr12MoV钢相比,铁基-12Cr3C2/6MoS2覆层的摩擦因数仅为其51%,相对耐磨性为其2.4倍。研究表明,覆层表面磨损形式主要是粘着磨损及磨粒磨损,加入Cr3C2/MoS2颗粒相后覆层的磨损程度减轻。XPS分析表明,其磨球表面形成了Cr、Fe的氧化物,对降低磨耗及摩擦阻力有积极作用。