干摩擦条件下FKM/NBR共混胶磨损行为研究

为改善丁腈橡胶(NBR)螺杆泵定子衬套的耐磨性能,采用氟橡胶(FKM)与其混炼制备FKM/NBR混炼胶,并在MPV-600型磨粒磨损试验机上研究相同硬度的氟橡胶和丁腈橡胶及其配比为5∶5、2∶8的混炼胶试样在干摩擦条件下的磨损行为,利用体式显微镜观察4种橡胶试样的磨损形貌并分析其磨损机制。结果表明:摩擦热引起的温升导致橡胶硬度降低是干摩擦条件下橡胶磨损的主要原因,混炼胶的耐热性能较好,其耐磨性能也较好,其中FKM/NBR配比为2∶8的混炼胶的耐热性能和耐磨性能最好;干摩擦条件下氟橡胶和丁腈橡胶的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主,而混炼胶以磨粒磨损为主。

偶联剂改性纳米Al_2O_3粒子对NBR改性酚醛树脂摩擦磨损性能的影响研究

通过对比试验,研究偶联剂改性纳米Al2O3粒子对丁腈改性酚醛树脂摩擦磨损性能的影响。结果表明:铝锆偶联剂添加到纳米Al2O3粒子改性丁腈酚醛可显著提高酚醛树脂的耐热性、增加摩擦系数、降低磨损率。

沙水润滑下纳米改性NBR材料的摩擦学性能

丁腈橡胶(NBR)是一种优异的水润滑减摩耐磨材料,但硬质颗粒的介入对其产生较大的材料损失.利用硅烷偶联剂TESPT改性纳米SiO_(2)颗粒,并填充至NBR基体,获得改性纳米SiO_(2)/NBR标记为NBR-1.改性后的纳米SiO_(2)颗粒在NBR基体中均匀分散.将纳米SiO_(2)颗粒、微米SiO_(2)颗粒填充至NBR基体标记为NBR-2、NBR-3作为对照组.三种复合材料在武汉理工大学自制的SSB-100型摩擦磨损试验机上进行沙水润滑工况下的摩擦磨损试验.结果表明:三种复合材料在沙水工况下摩擦系数均随载荷和转速的增加而下降.在相同的载荷和转速条件下,NBR-1的摩擦性能最为优异.对比三种材料的耐沙磨损性能,沙粒对NBR表面的磨损主要为犁沟磨损,NBR-2和NBR-3材料磨损量远远大于NBR-1,NBR-1材料更适用于含沙水区域.

NBR/SiC复合材料摩擦磨损性能的研究

采用γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)对碳化硅(SiC)进行了表面改性并制备了NBR/SiC复合材料,研究了干摩擦条件下SiC用量、摩擦转速和载荷大小对NBR/SiC复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,与未改性SiC填充的复合材料相比,改性SiC填充的复合材料力学性能和摩擦磨损性能均获得改善。在相同条件下,改性SiC用量为5份时复合材料综合性能最佳。随着转速的增大,复合材料摩擦系数减小,磨损量增大;随着载荷的增大,复合材料摩擦系数减小,磨损量增大。

载荷对丁腈橡胶摩擦学特性的影响

采用栓-盘式摩擦磨损试验机考察了载荷对丁腈橡胶摩擦学特性的影响,分析了其作用机理。结果表明,丁腈橡胶的摩擦系数和磨损均随载荷的增加而降低;在较低载荷时,丁腈橡胶表现为滞后摩擦,在较高载荷时,表现为粘着摩擦;在较低的滑动速度下,载荷的改变不会引起丁腈橡胶摩擦过程中摩擦化学反应的发生,只是产生简单的分子机械断裂。

湿煤粉条件下丁腈橡胶摩擦磨损规律的研究

国内外对橡胶材料在煤粉条件下的摩擦磨损特性尚缺乏研究 ,因而对丁腈橡胶在湿煤粉条件下的磨料磨损进行了研究 ,发现其磨损机理为疲劳磨损 ,磨损率随着法向载荷的增大而增大 ,随着旋转速度的增大而减小 ;而摩擦系数则与法向载荷和旋转速度大致无关 ,其中水份在丁腈橡胶磨料磨损中主要起着三个作用 :(1)对煤粉的粘结作用 ;(2 )水膜的润滑作用 ;(3)降低橡胶的工作温度。

橡胶摩擦磨损过程中振动现象的研究

利用测振仪对丁腈橡胶在摩擦磨损过程中出现的振动进行了测量 ,发现振幅随着转速的提高而逐渐增大 ,但达到某一临界转速后 ,振幅随转速增大而减小。通过理论分析发现该振动现象的实质是橡胶对销子的作用力的周期性变化引起销子的受迫振动。该现象与摩擦力密切相关 。

纳米粒子对丁腈改性酚醛树脂摩擦磨损性能的影响

采用Al2O3、TiO2、SiO2、SiC四种纳米粒子以及不同百分含量改性丁腈改性酚醛树脂,利用机械共混的方法制备了纳米粒子改性丁腈改性酚醛树脂材料。通过热失重分析表明,A3和T5的耐热性得到了提高,在高温阶段A3又高于T5,说明A3的耐热性最好。摩擦磨损对比试验表明,Al2O3、TiO2纳米粒子可显著提高改性丁腈酚醛树脂的耐热性、增加摩擦系数、降低磨损率;SiO2、SiC纳米粒子对树脂的摩擦磨损性能没有明显改善。

干摩擦条件下丁腈橡胶和氟橡胶摩擦磨损行为研究

采用微机控制磨粒磨损试验机研究丁腈橡胶(NBR)和氟橡胶(FKM)与45~#钢配副在干摩擦条件下的摩擦磨损行为,并对NBR和FKM的磨痕表面形貌、元素含量和表面官能团变化进行分析。结果表明:当转速较低时,NBR和FKM均以磨粒磨损(微切削)为主;当转速大于200 r·min^(-1)时,NBR磨痕表面出现胶合现象,表现为粘着磨损,FKM的耐磨性能优于NBR。NBR和FKM的磨粒磨损机理相似,主要物理过程为宏观分层剥落;当转速较高时,橡胶/钢副接触面发生了粘着转移,在钢环表面形成了转移膜。在干摩擦过程中NBR和FKM的分子链发生断裂形成大分子自由基,大分子自由基异构化并发生氧化反应。

采油螺杆泵定子橡胶的磨粒侵蚀磨损机理

为了揭示橡胶磨粒侵蚀磨损机理,采用MPV-600型磨粒磨损试验机考察了丁腈橡胶(NBR)与转子45#钢配副在不同砂粒浓度原油条件下的磨粒侵蚀磨损行为,并用扫描电子显微镜及x-射线能量散射分析(SEM-EDXA)法对橡胶的磨痕表面形貌、元素成分进行了分析.分析结果表明:NBR摩擦系数随着原油介质中砂粒浓度的增大而增大,但当砂粒浓度增加到一定程度后,其摩擦系数反而减小.NBR磨粒侵蚀磨损的机理是:橡胶表层产生微切削作用而使其发生微观撕裂和变形,由氧化降解形成的胶粘层在磨损过程中不断地形成和被磨损;NBR在含砂原油介质中可能发生了分子链断裂,生成了初级活性自由基,断裂后生成分散性的小分子单体,继而发生异构化.

纳米Fe_3O_4与纳米SrO·6Fe_2O_3填充丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能比较

采用共混法制备了NBR/Fe3O4复合材料和NBR/SrO.6Fe2O3复合材料,使用UMT-2MT摩擦磨损试验机和2206型表面粗糙度测量仪对复合材料的摩擦系数和摩擦磨损状况进行了测试.通过扫描电子显微镜与X射线能量色散谱仪对NBR/Fe3O4复合材料的表面微观形貌以及纳米粒子在橡胶中的分布情况进行了探讨.结果表明:2种纳米材料的加入均能够改善NBR的耐磨性,其中NBR/Fe3O4复合材料的耐磨效果更佳.Fe3O4和SrO.6Fe2O32种纳米粒子的最佳添加量均为10%左右(质量分数).纳米Fe3O4粒子的加入使得NBR的摩擦系数与磨损率有较大幅度的减小,而纳米SrO.6Fe2O3在添加量为10%～30%的范围内,随着添加量的加大,摩擦系数与磨损率不断加大.NBR/Fe3O4复合材料在纳米粒子含量10%左右时具有较好的表面结构,且纳米Fe3O4粒子在复合材料中分布较为均匀.

配副金属表面粗糙度对丁腈橡胶O型圈摩擦学特性的影响

UMT-3多功能摩擦磨损试验机上,以丁腈橡胶O型圈/316L不锈钢粗糙表面配副为研究对象,系统研究了配副金属表面粗糙度对丁腈橡胶摩擦学行为的影响,重点探讨了不同表面粗糙度下摩擦系数和磨损体积的变化规律、揭示了不同表面粗糙度下橡胶表面的损伤机制.结果表明:表面粗糙度对丁腈橡胶O型圈的摩擦磨损有重要影响;随着表面粗糙度的增加,稳定阶段的摩擦系数呈先降低后升高的变化趋势.当表面粗糙度在Ra为0.1μm左右时,丁腈橡胶表现出较低的摩擦系数和材料磨耗,磨损表面呈现出典型的花纹磨损特征;而过高或过低的表面粗糙度下丁腈橡胶均表现出较高的摩擦系数和材料磨耗,其磨损机制以黏着磨损和疲劳磨损为主.

潜油螺杆泵定子橡胶摩擦磨损行为研究

采用MPV-600型微机控磨粒磨损试验机考察了潜油螺杆泵定子丁腈橡胶(NBR)和氟橡胶(FPM)与转子45#钢配副在干摩擦条件下的磨损行为,并用扫描电子显微镜-X射线能量散射分析(SEM-EDXA)法对橡胶的磨痕表面形貌、元素含量进行分析。结果表明:两种橡胶在低载荷条件下的干摩擦磨损主要是以滞后摩擦为主,而较高载荷时NBR的磨损机制表现为粘着磨损;橡胶磨损的物理过程为微切削作用产生的微观分子断裂,随着载荷的增大,宏观分层剥落逐渐起主导作用;干摩擦过程中橡胶分子链发生断裂形成大分子自由基,大分子自由基异构化并发生氧化反应。

BMI改性丁腈橡胶在聚合物基摩擦材料中应用研究

采用N-N'-4,4'-二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)改性丁腈橡胶,并将其增韧的酚醛树脂应用于聚合物基摩擦材料中。通过对同一摩擦材料配方体系条件下,采用不同的改性树脂得到的摩擦材料的物理力学性能,如冲击强度、吸油、吸水性能及材料的摩擦磨损性能的表征,对比研究了采用不同BMI改性工艺后摩擦材料的摩擦磨损性能,指出以8%BMI改性的制品较为优良。

基于神经网络的丁腈橡胶对45#钢磨损趋势预测

橡胶定子对金属转子的磨损严重制约了采油螺杆泵的使用寿命,其主要影响因素包括转速、载荷、橡胶硬度等。文章采用MPV-600型环-块式摩擦磨损试验机对丁腈橡胶与45#钢组成的摩擦副进行试验研究,在干摩擦条件下,研究了单一因素(转速、载荷、橡胶硬度)变化对丁腈橡胶磨损量的影响。同时,应用人工神经网络技术建立了在多因素交互耦合作用下丁腈橡胶对45#钢摩擦磨损变化趋势的预测模型。通过预测结果与试验结果的比较可以看出,BP神经网络模型具有较高的预测精度,能够满足丁腈橡胶磨损量预测的要求,为研究不同工况下螺杆泵定子橡胶材料的选择提供了理论依据。

丁腈/氯醚橡胶改性酚醛树脂在摩擦材料中的应用

采用不同比例的丁腈／氯醚橡胶，并用改性酚醛树脂作为半金属摩擦材料的基体材料，考察了模塑料制备工艺、后处理方式及硫化体系，对材料摩擦磨损性能和物理力学性能的影响规律。结果表明：丁腈与氯醚橡胶质量比为7：3，湿法制备，经160～180℃后处理的摩擦材料的综合性能好。

不同水润滑尾轴承材料摩擦磨损性能比较

水润滑尾轴承材料对其摩擦磨损性能有着较大影响,为合理选取制作轴承的材料,选择3种目前业界较为常用的水润滑轴承材料:超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁腈橡胶(NBR),使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对其在2种常见摩擦速度、不同程度比压下的摩擦磨损性能进行研究,并通过表面形貌分析比较其磨损机制。结果表明:低转速工况下UHMWPE与PTFE的水润滑性能近似,略高于NBR;高转速工况下UHMWPE的水润滑性能高于PTFE和NBR,但NBR的工作稳定性优于UHMWPE和PTFE。

干摩擦和原油润滑下丁腈橡胶、氟橡胶磨损行为研究

原油开采用螺杆泵的橡胶定子在干摩擦和原油润滑条件下的磨损行为直接关系到其密封性能和使用寿命。采用MPV-600环块试验机在室温条件下研究橡胶定子常用的丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FPM)在干摩擦和原油润滑下的磨损行为,并初步探讨其磨损机制。结果表明:干摩擦低载荷下,NBR的磨损量略低于FPM;而在高载荷下,由于摩擦生热致使NBR硬度降低发生黏着磨损,使其磨损量大幅度增加,磨损量远大于FPM。原油润滑下,由于剪切力和摩擦热的降低,NBR的磨损量低于FPM。

不同工况下丁腈橡胶的摩擦磨损机理

为了合理选择螺杆泵定子橡胶材料以提高螺杆泵的使用寿命,分析了不同工况下丁腈橡胶与金属配副的摩擦磨损机理.采用MPV-600环块式摩擦磨损试验机对不同炭黑质量分数的丁腈橡胶在变载荷情况下进行摩擦磨损试验,利用体视显微镜观察橡胶磨损后的表面形貌,使用红外光谱仪分析表面官能团变化.试验结果表明:干摩擦情况下,磨损量在一定炭黑质量分数范围内随其增加而减小,磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损;水润滑情况下,由于水的润滑及冷却作用,炭黑质量分数适中的橡胶耐磨性最好,磨损机制为磨粒磨损;原油润滑低载荷情况下,磨损量几乎不受炭黑质量分数的影响,而高载荷情况下,炭黑质量分数越高,磨损量越小,其磨损机制以腐蚀磨损为主.

UHMWPE与橡胶共混水润滑轴承摩擦磨损性能试验研究

为改善丁腈橡胶水润滑轴承的摩擦学性能,以丁腈橡胶为基体,通过添加不同量的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉末(分别为丁腈橡胶量的12%、50%、100%)制得3种复合材料;分析不同复合材料的结构,研究其在水润滑条件下的摩擦磨损特性,并与纯丁腈橡胶和纯UHMWPE材料进行对比。结果表明:制备的UHMWPE与丁腈橡胶复合材料中,UHMWPE以分散相的形式分布在丁腈橡胶基体中,分布较为均匀;UHMWPE的加入提高了丁腈橡胶材料的自润滑性能,其中UHMWPE的添加量为丁腈橡胶的50%和100%时复合材料在低速时的摩擦因数明显减小;UHMWPE的加入提高了丁腈橡胶基体的硬度,改善了复合材料摩擦表面的挤压变形,使得复合材料的磨损量有所降低。研究表明,一定添加量的UHMWPE添加量可明显改善丁腈橡胶水润滑轴承的摩擦学性能,其最佳添加量为丁腈橡胶的50%。