润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层的研究进展

随着现代化装备技术的快速发展,高端机械装备服役工况变得愈加复杂苛刻,磨损与腐蚀耦合损伤加速了高端机械装备运动部件的损伤失效,导致装备服役寿命大幅缩减,带来了严重的安全问题。润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层克服了润滑耐磨涂层和防腐蚀涂层的单一功能局限,为解决运动部件的磨损和腐蚀问题提供了有效方案。文中首先探讨了关键运动部件面临复杂服役工况的严峻挑战、材料磨损与腐蚀耦合的损伤机制;然后分别由黏结剂、填料和润滑剂3个方面介绍了目前润滑耐磨耐蚀功能一体化有机黏结涂层的研究进展,对涂层的组成结构与力学性能、摩擦学性能、耐腐蚀性能间的构效关系进行了分析,并对不同涂层的局限性进行了概述;之后详细总结了润滑耐磨耐蚀功能一体化涂层的应用现状;最后对润滑耐磨耐蚀功能一体化涂层的发展方向进行展望。

S-N型功能分子用作多功能添加剂的缓蚀及摩擦学行为研究

利用电化学、摩擦学试验和量子化学模拟等手段,研究了巯基甲基噻二唑(MMT)和二壬基萘磺酸(DNS)这2种功能分子作为缓蚀剂的缓蚀性能和作为极压抗磨添加剂的摩擦学性能及其作用机理.电化学试验表明,DNS分子的缓蚀能力较差,缓蚀效率为58.6%;MMT分子表现出优异的缓蚀能力,缓蚀效率达93.3%.摩擦学试验表明,DNS作为添加剂时,油样的摩擦系数与PEG基础油的摩擦系数相当,磨损量增大;MMT作为添加剂时,油样的摩擦系数和磨损量较PEG基础油明显降低,极压性能较基础油明显提高.量子化学模拟结果表明,DNS分子与钢表面具有更高的反应活性,因此作为极压抗磨和缓蚀添加剂,加剧了金属的腐蚀和磨损.表面分析结果表明,DNS分子润滑下的磨斑表面主要起到减摩作用的是铁的氧化物和FeSO_(4)等.MMT分子润滑下的磨斑表面的摩擦产物为Fe_(2)(SO_(4))3、FeS_(2)、铁的氧化物以及含氮有机物.

考虑管-浆-土接触状态的顶力计算方法

众多工程的顶管顶力估算值一般按照规范经验公式计算,而经验公式只考虑管道悬浮状态下的管浆摩阻力,没有考虑管土和管浆的接触状态,导致顶力估算值与实测值差异较大。为解决这一问题,在研究注浆减阻作用机理及管土接触模型理论的基础上,采用压力差的方法判断管-浆-土三者的接触状态,得到相应模型。再根据不同接触状态的受力分析,推导出相应顶力计算公式,并与规范公式、理论公式和实测顶力进行对比分析,结果与实测值结果相近,证明了本文公式预测顶力的准确性。最后根据实测顶力与顶程数据,得到管浆土平均摩阻力与顶程的变化关系,分析出顶管过程中管-浆-土接触状态的变化规律,为管-浆-土接触状态的顶力计算方法提供可靠依据。

减摩耐磨激光熔覆涂层的研究现状及发展趋势

激光熔覆是一种新型的表面改性技术,对于提高材料表面的耐磨性具有重要意义。阐述采用激光熔覆技术来提高基体材料表面减摩耐磨性能方面的研究进展。首先介绍激光熔覆技术制备的Fe、Ni、Co基自熔性合金涂层及组织结构特征,指出这些涂层存在气孔、裂纹和成分偏析与组织不均匀性等缺陷。然后指出通过合理的粉末材料的选择及配比以及合理优化的熔覆工艺参数,可改善涂层性能,制备出表面性能优异的金属陶瓷复合涂层/稀土添加复合层;同时指明相比单一外部能量场,复合外部能场辅助激光熔覆制备的涂层显现出更优异的减摩耐磨效果。最后阐述新型耐磨涂层材料(自润滑耐磨涂层、高熵合金耐磨涂层,梯度耐磨涂层和纳米耐磨涂层)的组织结构和性能特征,指出高性能新型耐磨涂层可适用于多元场景,是未来研究的重点方向,并总结与展望激光熔覆制备耐磨涂层研究的发展趋势与应用方向。

高抗盐减阻剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十六烷基丙烯酰胺为单体,自制低聚物为分散剂,氧化还原体系为引发剂合成了高抗盐减阻剂。通过测定聚合物的溶解速度以及不同浓度、不同矿化度条件下的减阻率,来评价合成减阻剂的减阻性能,通过实验可知,高抗盐减阻剂在10%氯化钙条件下具有76%以上的减阻率;通过测定聚合物的交联悬砂性能以及流变性能,来表征压裂液增稠剂的应用效果,通过实验可知,压裂液增稠剂具有优异的悬砂性能,且具有良好的流变性能。

刮板输送设备关键零部件减摩降阻研究

磨损是造成刮板输送装备零部件失效的主要原因。降低刮板输送设备运行阻力,减少磨损是提升刮板输送设备寿命及可靠性的关键。详细研究了刮板输送设备关键零部件减摩降阻技术,提出了中部槽双销定位哑铃销联接结构、刮板链悬链结构、轻量化刮板、下沉式可更换中板转载机凸槽、渐变缓爬坡过渡段、GR链窝链轮等关键技术,降低设备运行阻力,降低功耗,全面提升使用寿命及可靠性。

钛合金表面耐磨涂层的研究现状及应用

耐磨性差是影响钛合金在航空航天领域广泛应用的因素之一,因此改善耐磨性成为钛合金改性研究的一个主要方向。系统地介绍了高硬度耐磨涂层、自润滑减摩涂层和耐磨复合涂层的研究及应用现状,并分类总结了钛合金耐磨涂层的组织结构及耐磨机理。分析结果表明涂层中含有高硬度难熔耐磨相颗粒有助于提高表面耐磨性;含有硫化物等组分的涂层以自润滑减摩方式可减少磨损量;同时具有高硬度和低摩擦系数的复合涂层兼具上述两种性质,是钛合金耐磨涂层的发展方向之一。最后探讨了开发高性能耐磨表面涂层的相关问题。

低温离子渗硫层的摩擦学性能研究

采用低温离子渗硫技术在４５＃ 钢和ＧＣｒ１５ 钢表面形成渗硫层，用ＳＲＶ 往复摩擦磨损试验机分别在干摩擦和液体石蜡润滑下对渗硫层的摩擦学性能进行了研究，用ＳＥＭ、ＥＤＡＸ 和ＸＲＤ研究了渗硫层的形貌和结构，并对磨痕的形貌及成分进行了分析．结果表明：渗硫层表面呈多孔结构，由ＦｅＳ和ＦｅＳ２ 硫化物相及基体相组成；在干摩擦和液体石蜡润滑下，渗硫层具有明显的减摩润滑作用，并在一定程度上提高了材料表面的耐磨性，但渗硫层厚度对摩擦系数影响不大；相同试验条件下，ＧＣｒ１５ 钢渗硫层的耐磨性优于４５＃ 钢渗硫层．

电沉积梯度Ni-Co纳米合金镀层的研究

采用直流电沉积技术制备了梯度Ni Co纳米合金厚镀层。测定了该镀层的内应力及显微硬度,采用X射线衍射仪及能谱仪分别对镀层的晶相结构与成分进行了分析,采用扫描电镜对镀层的表面形貌和磨痕进行了观察,并对其摩擦、磨损性能进行了研究。结果表明,该合金镀层具有较好的成分梯度和相应的结构梯度,具有优异的抗磨减摩性能。说明梯度化的设计可以有效降低合金镀层的内应力,提高镀层的抗磨和减摩性能。

原油的微观形态改变与降摩阻剂降摩阻性能的关系

将活性聚合物与具有降摩阻性能的烯基咪唑啉衍生物封端聚醚复配,制备了一种新型的复合降摩阻剂,并进行了实验室原油流动性能评价。在原油中加入此种降摩阻剂,观察原油流动阻力、黏度和微观形态的变化,并与其他降摩阻剂进行了性能对比。结果表明,复合降摩阻剂与单一烯基咪唑啉衍生物封端聚醚降摩阻剂相比,前者具有较宽的可有效使用降摩阻剂的原油水含量范围,且降低原油流动阻力的能力加强。复合降摩阻剂的降摩阻性能与原油微观形态的特征性改变有相依性关系。

自润滑Al_2O_3/TiC/CaF_2复合陶瓷材料摩擦特性

为了探索自润滑陶瓷材料的开发及应用,采用冷压烧结工艺制备Al2O3/TiC/CaF2自润滑复合陶瓷材料。在摩擦磨损实验机上对其进行摩擦磨损实验,并对其摩擦磨损行为及自润滑效应进行分析。结果表明:在实验过程中,Al2O3/TiC/CaF2复合陶瓷材料物理机械性能优于同条件下制备的Al2O3/TiC复合陶瓷材料,且具有较低的摩擦因数和磨损率,其减摩抗磨效果明显,具有一定的自润滑效应,其减摩抗磨机理为摩擦驱动下CaF2存在于摩擦副表面,形成减摩抗磨层,在表面形成一层平整、光滑的自润滑层,增加摩擦表面实际接触面积,起到自润滑效应。

纳米耐磨复合涂层研究进展

纳米耐磨复合涂层是在纳米聚合物复合材料基础上发展起来的一种新型涂层。文中重点介绍了纳米材料减摩抗磨机理,概述了纳米粒子对耐磨复合材料的影响因素、纳米耐磨涂层的制备方法及应用,指出了纳米耐磨复合涂层存在的问题和发展方向。

双环咪唑啉衍生物封端聚醚降摩阻性能研究

利用合成的十七烯基胺基双环咪唑啉衍生物封端聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚线型聚氨基甲酸酯合成了双环咪唑啉衍生物封端聚醚。用双环咪唑啉衍生物封端聚醚作为降摩阻剂,对苏丹六区原油流动阻力、表面吸附力以及粘度进行实验室评价,考察了其降摩阻性能。结果表明,在不同水含量原油中加入200μg/g降摩阻剂时,50℃下原油的流动阻力下降率为40%～80%。讨论了原油降摩阻剂的降摩阻机理。

船模摩擦阻力的一种测试方法及结果

通过在循环水槽中进行不同条件下的船模微气泡减阻试验 ,及对试验结果进行了必要的处理 ,得到了试验平均摩擦阻力系数图 ;同时通过理论计算得出了理论平均摩擦阻力系数图 .对以上两组数据图的比较确定出试验过程中的模型设计及采用的试验方法是可行的 ,从而提出了一种船模摩擦阻力的试验模型结构及测试方法 .试验结果表明 :船模兴波阻力和形状阻力对所测数据的影响很小 ,在船舶试验模型底部喷射微气泡对摩擦阻力减少有很好的效果 .

纳米润滑材料的研究及其在石油管连接中应用展望

阐述了纳米粒子的摩擦学研究进展 ,综合了纳米粒子在基础油中的分散与纳米润滑材料的抗磨减摩机理 .针对目前现场石油井油管扣和套管扣使用的丝扣油存在的缺陷 ,在现有丝扣油中通过加入纳米微粒作为润滑添加剂 ,以期减小上、卸扣劳动强度和避免咬扣。

铅锡合金镀层的润滑减摩性能研究

减摩涂层是降低航空发动机零件磨损的有效手段之一,为此,制备了铅锡合金镀层,并通过摩擦磨损仪、盐雾试验、金相显微观察和镀层结合力测试等手段,对所研究的铅锡合金减摩镀层与几种常用航空润滑减摩镀层的摩擦磨损性能进行了对比研究。结果表明,铅锡合金减摩镀层比常用的铅镀层、铅铟镀层、银镀层等具有更小的磨损量和更低的摩擦系数,结合强度和耐蚀性能也较好,是一种综合性能优良的润滑减摩镀层。

新热轧钢带轧制油的研制和应用

现代热连轧机的操作温度(800-1250℃)大大高于有机润滑剂的适用温度。为适应不断增加的轧制速率、减薄力度及越来越苛刻的表面质量要求,研发了一种新热轧油。该热轧油主成分为半合成基础油,加入质量分数为5%-15%的添加剂,使热轧油配方满足不腐蚀金属和在苛刻工况下的减摩抗磨要求。其苛刻性表现在4种基本磨损类型(黏着、腐蚀、磨粒和疲劳)共存和协同作用、喷嘴在高温烘烤下易堵塞及热轧油受冷水冲刷不易附着。采用物化分析、实验室试验和小轧机试验全面评价试验配方热轧油的理化性能,包括黏度指数、发泡倾向、热稳定性、低温流动性、着火点、防锈性、破乳性、减摩抗磨性、黏附性和耐冷却水冲刷性。选择模拟机、实验轧机及试验条件模拟研究热轧相应的磨损类型和机理,以期准确预测热轧油配方的优劣次序。结果表明,研制的热轧油综合性能好,离水展着性好,耐冷却水冲刷,轧制力、电耗和辊耗降低显著,带钢表面质量也得到相应改善,轧辊清净性好,不妨碍重新打磨,且生物毒性试验结果为实际无毒。在为期两年的热轧循环试验中,当研制的热轧油质量分数低至0.15%时,可降低轧制力6%-36%,轧辊平均磨损率仅5×10-5mm/t,优于进口热轧油。降轧制力效果还与轧棍材料和压下率有关,后机架优于前机架。研制的热轧油自2005年起用于鞍山热轧带钢厂,每条热轧生产线可节省费用高达5.7×107RMB yuan/a。

CeO_2对NiCrBSi-WC合金激光熔敷层组织和摩擦磨损行为的影响

采用ＮｉＣｒＢＳｉ－ＷＣ复合合金粉末在４０Ｃｒ基材表面进行激光熔敷。对比研究了添加稀土ＣｅＯ２对激光熔敷层的显微组织、相结构、硬度分布及摩擦学性能的影响。结果表明，ＣｅＯ２可改善激光熔敷层的组织致密性和均匀性，不同载荷下，添加少量ＣｅＯ２的激光熔敷层的滑动摩擦系数比未加ＣｅＯ２的平均降低了约１４％，耐磨性提高了２５％～６６％。

竹叶青蛇腹鳞的超微结构及减阻机理

用原子力显微镜观察了竹叶青蛇腹鳞表面的超微结构;在微观多功能摩擦磨损实验机上,对腹鳞-不锈钢球摩擦副进行了摩擦试验;分析了腹鳞的减阻机理.试验结果表明:竹叶青蛇腹鳞的超微结构由三角形微凸体、微孔和凹坑周期排列而成;腹鳞表面的平均摩擦因数为0.183,且与载荷无关;腹鳞的摩擦阻力主要是粘着力和微凸体变形的滞后阻力.腹鳞的减阻机理是:微凸体减少了腹鳞的实际接触面积,从而降低了粘着力;微孔和凹坑分泌、存储的极性润滑液以及腹鳞表面的疏水性可以减小水的粘附力.

长距离顶管工程中注浆减摩作用机理及效果分析

长距离顶管施工中除了克服迎面阻力外,尚需克服巨大的侧面摩擦阻力,故直接顶进非常困难。探讨了利用膨润土泥浆注浆以减小顶进阻力的技术。对注浆材料的结构、注浆工艺和减摩机理进行了较为系统的阐述,并结合工程实例对长距离顶管中顶进力的理论值与实际值做了比较。结果表明,注浆减摩效果十分明显。该技术值得在实际工程中推广应用。