锆离子作用下镀锌板刷涂磷化-皂化工艺及膜层性能

[目的]对于一些应用于特殊场合的镀锌板,在磷化后还要进行皂化处理,以满足摩擦因数低及耐蚀性优良的使用要求。[方法]采用刷涂的方式对镀锌板磷化处理后再皂化。对比了镀锌板经不同工艺处理后的表面微观形貌、动摩擦因数和耐蚀性。研究了刷涂磷化液中添加不同质量浓度(0~20 g/L)的锆盐时对磷化-皂化膜层表面微观形貌和动摩擦因数的影响。[结果]皂化处理可提高磷化膜表面的平整性和均匀性,降低磷化膜的动摩擦因数,但对磷化膜水接触角的影响很小。磷化液中添加锆盐可以有效降低磷化-皂化膜层的动摩擦因数,令其满足动摩擦因数小于0.16的应用要求。[结论]通过刷涂方式可在镀锌板表面获得动摩擦因素低、耐蚀性好的磷化-皂化膜,有望实现工程化应用。

拖拉机主离合器从动盘摩擦钢片断裂仿真分析及改进

拖拉机主离合器位于发动机与变速箱之间,用来分离或结合前后两者之间的动力。针对试验过程中发现的离合器从动盘摩擦钢片断裂现象进行仿真分析,通过对不同的结构改进进行模拟分析,总结出拖拉机主离合器从动盘摩擦钢片改进方向。

深中通道桥梁工程环氧钢绞线张拉用限位板的张拉限位距离

以深中通道项目的桥梁工程为对象,针对环氧钢绞线的张拉施工,通过理论分析、室内试验和现场检测,围绕限位板的限位距离对锚口摩阻及预应力损失的影响进行了分析。首先分析了锚具系统锚口摩阻的构成和影响因素,通过试验数据和理论计算验证了不同限位距离对锚口摩阻损失和钢绞线回缩损失的影响;然后通过计算与在实际桥梁工程中进行试验,对比了不同限位距离下钢绞线的磨损情况及锚下有效预应力值,得出了限位距离为12mm时张拉本项目的单丝环氧钢绞线能够有效降低预应力损失的结论;最后总结了分析结果,并提出了在深中通道桥梁工程中使用限位距离为12mm的限位板进行环氧钢绞线张拉的建议,为类似工程的预应力施工提供实践经验。

TMCP型FH36级船用钢板在不同温度下的摩擦磨损性能研究

FH36钢材作为使用在低温恶劣环境下的大型货轮、客轮及海工装备急需基础材料,因其低温高强以及高韧性能得到广泛关注.FH36钢材在冰区环境使用时,不可避免受到冰载荷摩擦磨损破坏作用.本研究中对使用控轧控冷工艺(Thermo mechanical control process,TMCP)制备的不同厚度的FH36级船用钢板在20、−5和−20℃条件下的摩擦磨损性能开展试验分析.使用UMT-2 TriboLab型多功能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,试验选取磨球为氧化铝磨球,直径为8 mm,摩擦方式是球面接触,往复摩擦距离5 mm,载荷为20 N,频率2 Hz,测试的时间为2 h.使用Bruker Contour GT-1型白光干涉仪对钢样在摩擦磨损后的磨痕轮廓进行测量.利用公式通过摩擦磨损试验后钢样的体积损失计算出钢样的磨损量,并对摩擦磨损试验所得到的摩擦系数和磨损量进行对比分析.使用CXS-5TAH-118340扫描电子显微镜对钢样的表面微观形貌进行观察并进行摩擦磨损机理分析.试验结果表明,不同轧制深度部位的微观组织变化会直接影响钢材的耐磨性能.轧制钢板表层组织以铁素体和珠光体为主,1/2处组织以铁素体、珠光体和粒状贝氏体为主;两种钢板表层硬度均高于1/2处样品的硬度,其中厚度为20 mm钢板表层和1/2处硬度分别为490 HV和441 HV;厚度为40 mm钢板表层和1/2处硬度分别为507 HV和451 HV;在2、−5和−20℃条件下,钢板表层的平均摩擦系数都明显高于1/2处的平均摩擦系数,相应的磨痕深度、宽度以及磨损量都较小.另外,低温环境对FH36级船用钢板的耐磨性影响较大,表层及1/2处样品的磨损量均随着温度降低逐渐加大,磨损机理以磨粒磨损为主,以疲劳磨损和黏着磨损为辅.

柱脚设置盖板式滑移摩擦节点单层钢框架抗震性能研究

钢框架结构柱脚在地震作用下发生塑性屈曲将对震后修复造成困难。基于损伤控制概念,研究在柱脚设置盖板式滑移摩擦节点(CPSFJ)钢框架的抗震性能及损伤情况。设计并制作了2个1/2缩尺的单层钢框架试件,其中一个为柱脚设置CPSFJ钢框架试件,另一个为普通钢框架试件,对其进行拟静力加载试验。普通钢框架在加载结束后,柱脚处屈曲严重。柱脚设置CPSFJ的钢框架,在加载过程中CPSFJ如期发生滑移;钢柱段无明显损伤变形,CPSFJ拼接盖板发生弯曲变形,黄铜摩擦片表面出现磨损,可在震后复位钢柱、更换拼接盖板和摩擦片以实现修复;框架滞回曲线饱满,骨架曲线无明显下降,表现出良好的抗震性能。

超声振动对建筑结构Q345GJC板拉伸性能的影响研究

鉴于建筑结构钢力学性能对高层建筑安全的重要性,开展超声振动对建筑结构Q345GJC板拉伸性能的影响分析。通过超声振动辅助拉伸测试方法,分析了超声振动引起的钢板力学特性变化与接触面摩擦状态改变情况,探讨了超声振动因素引起的钢板拉伸件拉伸强度变化。研究结果表明:相对于未设置超声振动的情况,设定超声振动幅度为10μm,此时试件的伸长率达到了34.1%;逐渐提高振幅与频率时,伸长率持续下降;设置超声振动后,试件滑动时的摩擦力降低,超声振幅与频率提高后,摩擦力持续下降。

H13钢表面多弧离子镀CrAlN涂层的显微硬度及耐磨性影响

目的 提高H13热作模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法 通过多弧离子镀技术,分别对未经热处理的H13钢、淬火H13钢以及氮化H13钢的表面进行多弧离子镀沉积Cr Al N涂层,并分别对这3种基体上的Cr Al N涂层的显微硬度和摩擦磨损性能进行研究。结果 涂层表面均较为平整,且出现了白色小颗粒。经过淬火和氮化处理后,H13钢Cr Al N涂层的显微硬度达到3 300HV以上,达到基体的14倍多。与基体的摩擦系数相比,淬火和氮化处理后,H13钢的摩擦系数比基体低,镀膜后的摩擦系数比基体高。氮化H13钢表面Cr Al N涂层的磨损机理主要是磨粒磨损和黏着磨损共同作用,淬火H13钢的Cr Al N涂层磨损机理主要是黏着磨损;淬火和氮化后H13钢基体上CrAlN涂层的耐磨性均得到较大的提高。

超声振动下结构钢Q345GJC冶金板拉伸性能分析

以Q345GJC冶金钢板为研究对象,通过超声振动辅助拉伸测试方法分析了超声振动引起的钢板力学特性变化与接触面摩擦状态改变情况,探讨了超声振动因素引起的钢板拉伸件拉伸强度与试样回弹性能差异。研究结果表明:设置超声振动后,试件滑动时摩擦力降低,随着超声振幅与频率的提高,摩擦力持续下降;设置超声振动时,Q345GJC钢板拉伸件获得了更小拉伸力,随着振动振幅与频率的提高变化更明显;不同方向形成了差异较大的尺寸,回弹程度最大达到0.4 mm;设置超声振动的情况下,筒口外径形成了更小的回弹量,且形成了更小的尺寸波动状态。该研究有助于提高高层建筑结构钢的承载性能,具有很广的应用价值。

模具钢表面多弧离子镀CrAlN涂层的制备及其摩擦性能研究

为了改善模具钢表面质量,采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面沉积CrAlN薄膜,探讨H13钢基体表面渗氮处理后对薄膜表面形貌、硬度、结合力、抗氧化性和摩擦磨损性能的影响。结果表明:基体表面渗氮处理前后制备的CrAlN涂层表面均匀致密,都有少量的大颗粒,涂层表面均呈CrN(200)面择优取向,而渗氮后制备的涂层CrN(200)面择优取向更强;基体H13钢经过表面渗氮后,硬度显著提高,对制备的涂层具有支撑作用,降低了裂纹产生倾向,提高了涂层产生裂纹的临界载荷,提高了涂层的膜基结合力;相较于基体表面未渗氮处理制备的CrAlN涂层,基体表面渗氮后制备的CrAlN涂层具有更高的硬度和结合力,更为优异的摩擦磨损性能,且抗高温氧化性能显著增强。

Ni-W(D)合金电刷镀层的滑动磨损特性研究

研究了 Ni- W( D)合金刷镀层在不同载荷下的滑动磨损特性 ,用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌 ,用铁谱仪和流体光谱仪分别分析磨屑的尺寸和成分 .结果表明 :在载荷 1 0 0～ 2 0 0 N下 ,Ni- W( D)合金镀层磨损表面主要呈现轻微擦伤迹象 ,刷镀层表现出优良的抗磨能力 ;在 30 0 N载荷下 ,由于镀层剥落而造成磨粒磨损 。

板式橡胶支座滑动摩擦性能试验及其力学模型

针对汶川地震中小跨度梁桥出现的板式橡胶支座滑动的典型震害，对板式支座与钢板间的滑动摩擦性能进行了试验研究，分析了竖向正压力和滑动速率对支座滑动摩擦性能的影响规律，试验结果表明，在发生明显滑动之前，支座以水平剪切变形为主，伴随少量的相对滑动，其名义剪切模量在700～1100kPa之间；板式支座与钢板间的滑动摩擦系数与支座的竖向压应力呈负相关，与滑动速率呈正相关．最后建立了考虑板式支座与钢板间滑动摩擦性能的精细化力学模型，以考虑多种因素对支座滑动效应的影响．

装配式零初始索力摩擦耗能复位支撑受力机理分析

为解决结构大震后残余变形过大以及复位索体预应力损失的问题,提出了一种具有耗能及复位功能的装配式零初始索力摩擦耗能复位支撑.对该支撑的工作机理、恢复力模型进行了理论推导,应用ABAQUS有限元软件对其力学性能进行了模拟分析,并将理论推导、有限元模拟与试验分析得到的结果进行了对比.结果表明:利用理论推导、有限元模拟及试验分析得到的滞回曲线吻合较好,加载过程中该支撑无刚度退化现象,索体内力呈线性变化,无内力损失,说明该支撑采用2组初始索力为0 k N的索体交替受力构造,可以有效地避免索体的预应力损失问题;该支撑滞回曲线饱满,耗能规律稳定,表明黄铜-槽孔钢摩擦板耗能器可以提供稳定的耗能能力;该支撑卸载至位移零点时,理论推导、试验分析及有限元模拟得到的残余荷载分别为0,-0.12,0 k N,说明该支撑具有良好的复位能力.

铝和镀锌钢板的搅拌摩擦焊搭接分析

对异种材料DP600镀锌双相钢板和1060工业纯铝进行了搅拌摩擦焊搭接试验(铝板在上,钢板在下).从接头横截面的金相形貌可以发现,在前进侧和返回侧,钢像两个钉子一样进入铝中.在微观上,钢和铝以河流状的形式充分地混合在一起.在焊核区和热力影响区,钢和铝之间形成了一层有一定宽度的由两种材料呈带状交错分布组成的过渡层.力学性能测试表明,过渡层的显微硬度较高,接头抗剪强度达到母材77%,形成了力学性能较好的焊缝.XRD物相分析发现在断面产生了金属间化合物Al13Fe4.

一种船用低温钢板在干态室温下的往复摩擦特性研究

目的研究新型船用低温钢板的摩擦磨损性能。方法采用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,测试了船用低温钢板在室温干态环境、不同载荷(10、20、30 N)、不同频率(2、5 Hz)下的往复摩擦试验行为。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析了船用低温钢板的磨痕表面形貌,用光学轮廓仪分析了磨损表面轮廓,用EDS对试样磨损表面进行了成分分析。结果随着试验法向载荷从10 N增加到30 N时,船用低温钢板的摩擦系数从0.51逐渐增加到0.63,磨损率先增加后降低,再逐渐增加。在相同载荷下,摩擦系数随着往复频率的提高而降低。载荷为30 N时,往复频率为5 Hz,摩擦2 h后,磨损断面轮廓宽度和深度分别为750μm和3871 nm。接触面从磨粒磨损转向疲劳磨损,接触面出现氧化层、表面硬化层和转移层。结论载荷较低时,船用低温钢磨损主要为氧化磨损和疲劳磨损;载荷增大时,接触面磨损出现疲劳磨损。同等载荷下,摩擦系数会随着移动速度的提高有所下降,接触面在摩擦热作用下形成的金属膜有助于降低表面粗糙度,减小摩擦系数。

沉管隧道预制管节顶推滑移系统摩擦试验研究

为了针对某大型沉管隧道预制管节的顶推滑移系统选择合适的摩擦面材料,文章对该顶推滑移系统的四组拟采用摩擦面材料(不锈钢板-PTFE、不锈钢板-NGE、普通钢板-PTFE、普通钢板-NGE)进行了静、动态摩擦系数测试。利用20 000 k N压剪试验机、采用双剪法进行了模拟测试试验。试验结果表明:(1)四组被测试摩擦面的摩擦系数中,不锈钢板与PTFE板的最小,普通钢板与PTFE板的最大;(2)锂基润滑油和水对减小不锈钢板与PTFE板之间的静、动摩擦系数效果都十分明显,但锂基润滑油对摩擦系数的减小效果会随着油层被挤压变薄而逐渐减弱。该试验结果为该顶推滑移系统的摩擦面材料选择以及摩擦面润滑处理措施提供了重要参考依据。

对共振棒法测高阻尼钢板内耗的几点建议

共振棒法是测试材料内耗的最常用的方法。但是，用这种方法测试高阻尼钢板的内耗时，不同的研究者所得的测试数据没有可比性。本文主要研究这种测试方法，对测试数据没有可比性的原因作了讨论，并提出了相应的改进意见。

拼接板厚度对框架中钢梁高强螺栓拼接性能的影响

拼接板厚度是高强螺栓摩擦型连接中的一个重要参数.采用有限元分析方法,同时考虑材料、几何和接触状态3个非线性,对框架结构中钢梁高强螺栓拼接采用不同拼接板厚度时的性能,进行单调和循环荷载作用下的模拟研究.结果表明:采用较薄的拼接板时,试件的拼接区滑移出现得早,拼接板的塑性屈曲变形也变大;在设计中加大拼接板的厚度则不会对拼接区的性能造成明显影响.

高温后高强混凝土与轧制钢板黏结剪切强度和摩擦系数

配制了C100高强混凝土,测试了高温后高强混凝土的抗压强度,测试了高温后高强混凝土与轧制钢板间的黏结剪切强度和摩擦系数,并从高温引起混凝土细微观结构损伤演化的角度分析了抗压强度、黏结剪切强度和摩擦系数随温度的变化规律.研究表明:当温度超过400℃后,高强混凝土抗压强度大幅下降;高强混凝土与轧制钢板间的黏结剪切强度随温度的升高而线性降低;高温后高强混凝土间的静、动摩擦系数为0.5～0.6,高强混凝土与轧制钢板间的静、动摩擦系数为0.25～0.35.

专用多层钢板隔振器实验研究

以前期研究成果为基础,结合航空发动机管路系统隔振的具体需求,对多层钢板隔振器的结构形式及基本性能进行了深入的研究,并研究了影响多层钢板隔振器性能的主要影响因素。实验结果表明,多层钢板隔振器具有良好的迟滞阻尼性能,隔振器的刚度和能耗系数都随形变的变化而呈非线性变化;隔振器的性能受预压缩量和钢板层数等参数的影响。研究结果为多层钢板隔振器在航空发动机管路支承中的应用提供了实验依据。

不锈钢轴的表面强化工艺

提出一种不锈钢轴强化新工艺,得到的Ni-W-B/CaF2镀层,经检测在700℃的高温下,其耐磨性能十分优异,摩擦系数较小,有广阔的应用前景。