渗氮镀铬工艺的研究

研究了铸铁渗氮镀铬工艺，试验结果得到渗氮层的硬度、结合力等性能数据，并用电化学腐蚀测量方法测定铸铁镀铬渗氮层的耐腐蚀性能。     

改性纳米h-BN润滑油添加剂对缸套-活塞环摩擦学性能的影响

在缸套-活塞环摩擦副中,当活塞在上、下止点处为零速,难以形成油膜,且在气缸的高温工况下,其他部位的油膜也会被破坏,从而造成缸套-活塞环的摩擦功耗增加和磨损加剧。采用优质润滑油是提高缸套-活塞环润滑与摩擦特性的重要手段。制备改性纳米六方氮化硼(h-BN)颗粒并将其按不同质量分数分散至聚α-烯烃（PAO10）基础油中,使用R-tec摩擦磨损试验机开展不同载荷下的往复摩擦试验,通过观测摩擦因数、磨损体积和缸套磨损表面、磨损元素及三维形貌参数,研究改性纳米h-BN添加剂对缸套材料摩擦学性能的影响以及减摩抗磨润滑机制。结果表明：加入改性纳米h-BN添加剂可以显著降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量,加入质量分数0.25%的添加剂在50 N、3 Hz工况下可使摩擦因数降低33.87%,磨损体积降低23.32%;在载荷及摩擦热作用下纳米h-BN添加剂可以在磨损表面形成摩擦保护膜,可以改善缸套的表面粗糙度,创造优良的润滑环境,提升其摩擦学性能。     

纳米尺度接触过程力学特性实验研究

利用纳米压痕仪进行纳米尺度接触力学特性实验研究,通过金刚石探针与单晶硅试件接触作用,获得不同载荷、不同接触深度条件下的接触压入和脱离接触的位移-载荷曲线,并利用原子力显微镜对接触区域扫描,获得接触区域AFM三维形貌图。研究表明,在不同载荷条件下接触压入,随着载荷的增大,接触深度也随之增大;在不同深度条件下接触压入,随着接触深度的增大,接触作用力也随之增大。脱离接触的时候,接触区有弹性恢复,但有残余变形,接触区域表现出了塑性变形,压痕附近区域没有裂纹情况出现,载荷或接触深度越大,接触塑性变形越明显。此外,在不同载荷、不同接触深度条件下,接触区的压痕硬度和弹性模量相应有不同值,接触压痕硬度值和弹性模量值均有一定变化。     

几种润滑油添加剂与等离子渗氮层的交互作用研究

研究等离子渗氮GCr15钢与GCr15钢基材在添加硫化异丁烯(SO)、磷酸三甲酚脂(TCP)、硫代磷酸胺盐(SPN)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的PAO润滑下的摩擦磨损性能.利用脉冲直流等离子渗氮炉对GCr15钢进行离子渗氮处理,采用X射线衍射(XRD)分析离子渗氮层的相组成,利用显微硬度计测量渗氮前后的表面硬度值,在四球摩擦磨损试验机上考察GCr15钢渗氮处理前后在添加SO、TCP、SPN、ZDDP的PAO润滑下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)分析其摩擦学作用机制.结果表明:离子渗氮处理明显提高了GCr15钢的表面硬度值和摩擦磨损性能;含硫、磷添加剂具有良好的减摩性能和抗磨性能,并能与渗氮层发生交互作用,尤其是TCP的效果最明显.     

纳米压痕技术及其试验研究

介绍纳米压痕技术的基本原理和计算方法 ,从定义、适用范围和压痕面积的获得方法等三个方面指出纳米硬度与常规硬度之间的重要区别 ,对硬度的概念做了进一步讨论。通过试验得出了单晶铝材料的纳米硬度值 ,并与传统计算方法获得的硬度值进行了比较。     

渗氮GCr15钢在含氮硼酸酯添加剂润滑油作用下的摩擦学性能

针对提高滚动轴承使用寿命的问题,提出离子渗氮处理与添加剂结合的解决办法。用等离子渗氮炉在GCr15轴承钢表面制备了渗氮层,并用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM )、X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)和显微硬度计观测了渗层的形貌、相结构和硬度变化。利用四球摩擦磨损试验机对比考察渗氮钢和未渗氮钢在含氮硼酸酯润滑条件下的摩擦学性能,并用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscope, XPS)分析摩擦反应膜的成分与化学结合态。结果表明,渗氮层与润滑油添加剂之间发生了意想不到的良好交互作用,渗氮钢在质量分数为1.25%氮硼酸酯的润滑条件下表现出最低的摩擦因数和磨斑直径,比未渗氮钢分别降低了34%和45%;分析证明,渗氮层的摩擦表面生成了高BN质量分数的摩擦反应膜是获得优异摩擦学性能的主要原因,而在未渗氮钢摩擦表面未检测到BN。     

磨合添加剂对内燃机缸套珩磨的影响

利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机,研究了磨合添加剂T301和T321及其复配后对20钢缸套的珩磨效果;采用SHIMADZU SSX-550型扫描电子显微镜观察20钢试件的磨损表面形貌。结果表明：两种磨合添加剂添加量在质量分数为20％时,缸套的磨损量最大,并且添加T321时的磨损量是添加T301的3倍;在完成的实验中,T301和T321复配的最佳比例为10％T301＋10％T321;磨合添加剂对20钢缸套的珩磨主要发生的是摩擦化学（腐蚀）磨损。     

纳米陶瓷润滑油添加剂润滑机制研究

研究了纳米陶瓷润滑油添加剂的润滑机制.采用四球试验机考察了纳米陶瓷润滑油的抗磨性能和极压性能,利用NT场致发射扫描式电子显微镜、高分辨率扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪,观察了磨损表面的纳米粒子形貌,分析了磨损表面的形貌及表面元素成分.结果表明,纳米陶瓷润滑油润滑时,摩擦表面的磨斑很光滑,磨斑表面有Si3N4存在;纳米陶瓷添加剂具有很好的抗磨和极压性能;纳米陶瓷粒子具有"滚珠效应".     

润滑油添加剂对陶瓷球接触疲劳的影响

利用自制的球-棒疲劳试验机研究了4种润滑油添加剂对Si3N4与GCr15钢摩擦副接触疲劳性能的影响，并借助于扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDAX)分析了Si3N4陶瓷球表面疲劳成因及不同添加剂的抗疲劳机理。结果表明，4种添加剂都不同程度地提高了Si3N4陶瓷球的接触疲劳寿命，其中以极压抗磨剂效果较好；点蚀剥落是Si3N4陶瓷球的主要失效形式；添加剂抗疲劳的主要原因是在钢表面形成反应膜，在陶瓷球表面形成转移膜，降低了滑动摩擦力。     

羟基硅酸铝润滑油添加剂对钢/铸铁摩擦副磨损性能的影响

采用球盘试验和销盘试验相结合的方法,研究了钢/铸铁摩擦副在不同油润滑条件下磨损性能的变化,考察了不同含量羟基硅酸铝添加剂的作用效果,采用扫描电镜、X射线衍射仪以及纳米压痕仪对试验样品进行了分析测试。结果表明,该金属陶瓷添加剂表现出显著的抗磨性能,提高了钢/铸铁摩擦副承载能力和使用寿命;随着添加剂含量的增加,抗磨作用更加明显,负磨损现象开始出现;该添加剂可以抑制凹坑和裂纹的扩展,从而使摩擦表面形貌得到改善,并通过改变摩擦表面层的结构使摩擦副的磨损性能得到显著提高。     

薄壁缸套工作表面的储油结构

研究了薄壁缸套工作表面的储油结构及其对缸套耐磨性的影响 ,对比了松孔镀铬、平顶珩磨、自激振动加工、激光珩磨、冲击加工微坑方法的优缺点 ,提出了一种具有显著节油效果的高耐磨性薄壁缸套的观点     

大功率两冲程柴油机气缸套加工工艺

在分析230系列大功率两冲程柴油机气缸套的结构特点和应用优势的基础上,探讨了加工该缸套的工艺路线并分析了工艺难点。研究了缸套毛坯铸造、缸套本体与水套钎焊、内孔激光淬火强化处理以及异形内孔珩磨等关键工艺技术并进行了试验验证。基于以上研究完成了230型气缸套的国产化研制并进行了批量装机应用,应用效果表明该气缸套服役性能良好。     

渗氮温度对3Cr13不锈钢表面离子渗氮层组织和性能的影响

利用等离子渗氮技术,在不同温度下对3Cr13不锈钢渗氮6 h,研究了渗氮温度对渗氮层组织结构和性能的影响。结果表明:渗氮温度显著影响3Cr13不锈钢表面渗氮层的结构与性能,渗层厚度随着渗氮温度的升高而增加;渗氮温度升高促使表面相由α′N相和ε相逐渐变成CrN相及γ′相;随着渗氮温度的升高表面硬度提高,耐磨性能随之提高;而耐蚀性在低温渗氮(400℃)时比基体略有提高,之后(≥450℃)随着渗氮温度的升高呈下降趋势,且低于基体的。     

降低气缸套磨损的一些方法

针对柴油机气缸套磨损对发动机造成的危害,以及缩短发动机使用寿命的问题,在分析研究的基础上提出减少柴油机气缸磨损的措施,从而提高柴油机的使用寿命.     

金属陶瓷粒子添加剂对摩擦副表面的影响

用MMW-1型销盘式摩擦磨损试验机,对含有金属陶瓷添加剂润滑油对气缸套-活塞环摩擦学特性的影响进行了模拟试验研究;用表面粗糙度仪测量了缸套试样的表面粗糙度;用原子力显微镜对缸套试样表面的微观形貌和摩擦力形貌进行了测试;用韦氏硬度仪测量了缸套试样的表面硬度变化。研究结果表明,气缸套试样表面在这种添加剂作用下,其表面粗糙度和峰高都大幅度降低,展现了金属陶瓷粒子良好的自修复能力,并且这种能力随载荷的增大而增强。表面硬度分析结果也表明,添加剂粒子与摩擦表面的作用也与载荷有关。     

钒对灰铸铁气缸套力学性能的影响

通过钒含量从0.1%到0.5%的变化,来检测钒含量对灰铸铁气缸套抗拉强度和硬度的影响。结果表明:在灰铸铁中,加入一定含量的钒,能显著改善气缸套的力学性能。在气缸套生产中,提出钒含量的控制范围不超过0.3%,并提出和铜元素联合使用,提高其综合性能。     

Surface and Tribological Characteristics of Tribofilms Formed in the Boundary Lubrication Regime with Application to Internal Combustion Engines

One of the biggest challenges in engine tribology is to formulate appropriate lubricants, which will increase fuel efficiency by reducing friction, yet still provide good wear resistance. The lubricant should also be formulated to limit particulate and gaseous exhaust emissions to the levels allowed by current regulations. In real lubricant formulations there can be 10–15 additives and the interactions between additives must be taken into account. The effects of eliminating the friction modifier and friction modifier plus anti-wear additive zinc dialkyl dithiophosphate (ZDDP) from the additive package of fully formulated lubricants on friction, wear and wear film forming characteristics have been examined. Tests have been conducted under lubricated wear conditions at bulk oil temperatures of 20, 50, and 100 °C using a reciprocating pin-on-plate tribometer. Boundary lubrication conditions were varied according to the value of starting lambda ratio. The wear film has been examined by Energy Dispersive X-ray analysis (EDX) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). In order to investigate the morphology of the reaction films formed by the additive packages of these lubricants, Atomic Force Microscopy (AFM) was used. In this paper it has been shown that tribofilms, derived from ZDDP/surface interactions, affect friction, the extent of which is determined by tribological conditions. Detergent interactions with ZDDP enhance the complexity of the tribofilm and enrich the level of C in the film whilst affecting the friction and wear response. Through integration of tribological measurements and surface analysis, progress towards improving the nature of interactions is made and forms the focus of the paper.     

发动机缸孔平台珩磨加工技术初探

发动机缸套工作表面的质量对发动机的工作性能、使用寿命以及经济性能有着重要的的影响．发动机缸孔平台网纹珩磨技术就是保证缸孔表面质量的重要手段,论文简要介绍平台网纹珩磨加工技术的优势、加工原理、评价方法及关键技术参数,并将其应用到V6、4GB发动机缸套实际加工．取得了很好的效果。