氧化锆增韧莫来石复相陶瓷高温摩擦学行为与机制

为将工程陶瓷材料更好地应用于高温摩擦构件中，研究了氧化锆增韧莫来石复相陶瓷(ZTM)与氧化钇稳定氧化锆陶瓷(TZP)对摩的高温摩擦学行为与机耕。研究结果表明：ZTM的磨损率随着温度的升高而降低，且当温度高于400℃后，由于其摩擦表面生成了转移膜，出现了“负磨损”现象。ZTM摩擦表面转移膜生成的实质是偶件TZP中的Zr原子向ZTM表面扩散所致。ZTM的磨损机制表现为室温下以微观断裂为主，逐渐转变为高温下的粘着磨损机制。对摩偶件TZP的磨损率随温度的升高而迅速增太，且当温度升至400℃后，则出现了严重的磨损。随着温度由25℃至600℃变化，TZP的磨损机制由微观切削为主并伴有一定的多次塑变磨损，逐渐转变为微观脆性断裂磨损。     

不同环境温度下CaF2/TiC/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为提高镍基合金涂层在苛刻摩擦条件特别是高温无润滑时的摩擦磨损性能,在45^#钢表面制备了CaF₂和TiC颗粒协同改性镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同温度下的摩擦磨损行为与机理。结果表明：CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层的微观组织呈层状分布,主要由γ-Ni、CrB、Cr₇C₃、TiC和CaF₂物相组成。CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层在不同环境温度下具有优异的减摩耐磨性能。从室温到500 ℃,复合涂层的摩擦系数由0.42逐渐减小至0.29,较镍基合金涂层降低16.2%～33.9%。随着环境温度的升高,复合涂层的磨损失重逐渐减小,且大幅度低于镍基合金涂层。温度为500 ℃时,复合涂层磨损表面形成了转移膜,转移膜中含有CaF₂,起到高温减摩作用,使其摩擦系数降低。复合涂层的磨损机理主要为转移膜的疲劳剥落。随着温度的升高,转移膜的覆盖面积逐渐增大,对复合涂层起到保护作用,使其磨损失重随温度增加而减小。     

三维编织碳纤维/环氧复合材料的磨损特性研究

采用RTM工艺制备了三维编织碳纤维增强环氧树脂(记为C_(3D)/EP)复合材料,对其摩擦磨损动力学进行了研究,讨论了载荷及滑动速度等因素对复合材料摩擦磨损性能的影响及磨损机理。结果表明,复合材料的摩擦因数和磨损率随着载荷的增加单调降低。滑动速度对复合材料的摩擦因数影响较小,但对磨损率影响较大。滑动速度较高时,磨损率较低。低速低载时复合材料的磨损机制主要为疲劳和粘着磨损,反之以粘着为主。     

25Cr2Mo2V基表面硬化层摩擦磨损性能的研究

研究了25Cr2Mo2V基表面时效高速钢时效后表面硬化层的相组成及硬化层的摩擦磨损性能。X-射线衍射分析结果,表层为低碳马氏体基体及其上分布的析出相,这些析出相有金属间化合物,也有碳化物,表明25Cr2Mo2V基表面时效高速钢的强化是金属间化合物和碳化物的混合强化。磨损试验结果表明,表面时效硬化高速钢在不同载荷下,磨损量随载荷的加大而增大。进入稳定磨损期在75ON载荷下的磨损率为0.000 3g／km,1 25ON下磨损率也仅为0.000 4g／km,M2高速钢在75ON载荷下在相同的磨损条件下的磨损量为0.006 12g／km。表面时效硬化高速钢与GCr15配副在润滑条件下的摩擦因数介于0.01至0.025之间。磨损形貌观察显示,磨痕随载荷增大而加深,但在所有载荷情况下产生的犁沟都非常浅,且没有撕裂和疲劳裂纹。     

载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦氧化机理研究

使用T11及THT07-135高温磨损实验机对高速电弧喷涂(HVAS)Fe-Al/Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究,用SEM观察分析了磨斑的形貌和成分、涂层截面的组织结构。结果表明:摩擦副对Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦磨损性能影响不大;载荷增加,涂层表面的磨痕增宽,摩擦因数与磨损率减小,磨痕处的氧化物和烧结物增多;温度对涂层的摩擦磨损性能影响不大,高温下的“跑合”期比常温下的短;涂层的磨损机理主要是剥层磨损,在高温高载荷的磨损条件下,磨痕处出现氧化物和烧结物,在剥层磨损的同时还存在部分粘着磨损。     

Ni-P-PTFE镀层的制备及性能研究

采用化学镀方法在45钢表面制备Ni-P-PTFE镀层,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机测试镀层的显微硬度、磨损质量和摩擦因数,并用扫描电镜和EDS能谱仪观察镀层的表面形貌及分析元素组成。结果表明:随着PTFE含量增加,Ni-P-PTFE镀层的显微硬度、磨损质量以及摩擦因数均呈下降趋势;当PTFE的含量为8 m L/L时,镀层显微硬度、磨损质量和摩擦因数分别为344HV、7.5 mg和0.38。     

防护建筑用钢基复合材料摩擦学性能研究

以WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料、钛颗粒增强Al2O3p/45钢基复合材料为例,在不同滑动速度、载荷下,用型号为MMU-5G屏显型端面高温摩擦磨损测试机测试材料的摩擦学性能(主要通过摩擦因数与磨损率体现).结果表明:不同滑动速度下,WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料的摩擦因数小于高铬钢,Ti-Al2O3p/45钢复合材料的摩擦因数小于Al2O3p/45钢复合材料;不同载荷下,WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料的磨损率均小于高铬钢,Ti-Al2O3p/45钢复合材料的磨损率小于Al2O3p/45钢复合材料.对比之下,WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料、Ti-Al2O3p/45钢复合材料的耐磨性更好.     

电流密度对铜基自润滑材料电摩擦性能的影响

对热压烧结法制得的铜-石墨-二硫化钼-二硫化钨纳米管自润滑复合材料进行电摩擦磨损试验,研究带电摩擦磨损过程中复合材料的摩擦因数、磨损率和接触电压降的变化。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等方法对复合材料的显微组织、磨损表面形貌、物相等进行表征。结果表明:电流密度对材料的摩擦与磨损特性影响很大,随电流密度增大,复合材料的摩擦因数及磨损率显著提高。接触电压降在磨损初始阶段较小,随试验进行其值逐渐增大并趋向稳态。接触电压降与电流密度呈非线性变化关系。     

PTFE颗粒对齿轮钢锰系复合磷化膜性能的影响

以齿轮钢作基体制备锰系复合磷化膜,研究磷化液中PTFE颗粒质量浓度对磷化膜的微观形貌、耐蚀性、耐磨性及PTFE颗粒质量分数的影响.结果表明:PTFE颗粒起物理填充作用,对磷化膜的晶粒形态、尺寸及结合状态无影响.随PTFE颗粒质量浓度从0.015 kg/L增至0.09 kg/L,锰系复合磷化膜中PTFE颗粒质量分数先升后降,耐蚀性和耐磨性均明显提高而后下降.当PTFE颗粒的质量浓度为0.06 kg/L时,复合磷化膜中PTFE颗粒质量分数最高,达9.24％,大量PT?FE颗粒弥散分布在晶粒表面和晶粒间隙,可有效阻挡腐蚀介质侵蚀,在摩擦界面形成一层固体润滑膜,起较好减摩作用.该锰系复合磷化膜更适合作表面改性层,大幅度提高齿轮钢制件表面的耐蚀性和耐磨性.     

压裂泵滑履磨损影响因素分析及参数优化

针对压裂泵动力端零件滑履磨损失效问题,以滑履材料为研究对象,研究其磨损规律。以滑履材料高力铜和导轨材料渗碳钢为摩擦副,基于压裂泵不同实际工况,架构摩擦磨损试验机试验平台,开展滑履摩擦磨损试验,溯源载荷、往复频率和温度参数对摩擦因数与磨损量的影响;构建润滑油温升模型,计算分析间隙、流量对润滑冷却的影响程度及其参数优化与仿真分析。结果表明:不同条件映射不同摩擦因数和磨损量,相比于载荷和频率的作用,温度对摩擦因数和磨损量的影响更大;当润滑冷却参数滑履与导板间隙取0.3～0.5 mm、润滑油供油流量为2.2 L/min时最优。     

氮化硅陶瓷球研磨过程中微磨料磨损形式的转变

为探究氮化硅陶瓷球研磨过程中的磨料磨损,在Rtec MFT5000摩擦试验机上,用不同载荷及不同浓度的金刚石磨料对其进行磨损试验,用VHX-1000超景深显微镜和S-4800扫描电镜观察磨损表面,确定其磨损形式,绘制摩擦因数的拟合关系曲线图.考虑部分实际工况,建立二、三体磨损模型.结果表明:磨料浓度对磨损形式转变的影响大于载荷.磨料质量分数为5％时出现明显沟槽;质量分数为20％时沟槽较浅;质量分数为35％时几乎无沟槽.计算确定磨损形式的转变临界值D/h≈1.6,当D/h<1.6时,二体磨损逐渐转变为三体磨损,随磨料浓度增大,材料表面磨损程度降低,D/h接近1,在磨料质量分数超过35％时,磨损形式几乎全部转变为三体磨损,试验初始摩擦因数较高随后降低并趋于平稳,不同磨料浓度造成摩擦因数差值较大,不同载荷造成摩擦因数差值较小.减小载荷或增大磨料浓度使D/h减小,能适当降低磨损程度,摩擦因数主要与滚动、滑动磨粒数量有关,滑动磨粒数量越多摩擦因数越大,摩擦因数波动随载荷增大而减小.     

织物衬垫编织工艺对自润滑关节轴承摩擦学性能的影响

为了了解织物衬垫在不同的编织工艺下自润滑关节轴承的摩擦磨损机理,采用不同的编织工艺制备了两种聚四氟乙烯(PTFE)/芳纶纤维自润滑编织衬垫,在一定工况下,对两种不同衬垫下的自润滑关节轴承的摩擦学特性进行了研究,并用扫描电子显微镜和能谱仪对衬垫磨损面和对偶面进行了微观分析。研究结果表明：在高频重载条件下,A工艺衬垫（先将两种纤维混并加工成纱线,再将其与芳纶纤维编织成织物）关节轴承的摩擦学性能较差,磨损机理主要是严重的疲劳磨损和粘着磨损;B工艺衬垫（PTFE纤维和芳纶纤维相互交织而成,摩擦面富含PTFE纤维,粘结面富含芳纶纤维）关节轴承则表现出良好的摩擦学性能,相对于A工艺衬垫关节轴承其耐磨性得到提高,磨损机理主要为轻微的粘着磨损和磨粒磨损,可见衬垫的编织工艺在很大程度上影响了关节轴承的摩擦学性能。     

大截面内纵高筋薄壁方管的辊拔模具磨损研究

基于Archard磨损模型，用Deform有限元对大截面内纵高筋薄壁方管辊拔模具的磨损行为进行仿真模拟，分析和讨论不同参数对辊轮模具的温度分布场、应力分布场及磨损的影响。结果表明：随模具初始温度增加，辊轮模具温度逐渐增加，辊轮承受的法向应力逐渐减小；随辊拔变形速度增加，辊轮模具温度逐渐降低，辊轮承受的法向应力逐渐增加；随辊轮模具与金属坯料间的摩擦因数增加，辊轮模具温度和辊轮承受的法向应力都逐渐增加。此外，辊轮模具的磨损与辊拔系数密切相关，辊拔系数增加，辊轮模具的磨损增加；辊轮对应的内筋变形区的磨损大于管壁变形区域。综上所述，较优成形工艺参数：模具初始温度为200℃，辊拔变形速度为3 mm/s，辊轮模具与金属坯料的摩擦因数大于0.1。在该参数下预计可生产方管产品968 000件。     

Ti3SiC2/Al复合材料的制备及性能分析

采用放电等离子烧结(SPS)的方法在500、550℃和30 MPa的条件下,烧结制备以Ti3SiC2为增强相的Ti3SiC2/Al复合材料,研究增强相的体积分数(1%~10%)和烧结温度对复合材料的组织结构、密度、硬度和摩擦性能的影响。研究表明:Ti3SiC2能够有效增强Al,当烧结温度为550℃、Ti3SiC2体积分数为5%时,增强效果最佳,复合材料的相对密度和维氏硬度达到99.5%和29.8;摩擦因数随Ti3SiC2含量的增加呈先下降后上升的趋势;当Ti3SiC2体积分数为5%时磨损机理主要以磨粒磨损为主,摩擦因数达到最小值,约为0.3。     

水介质中纳米硅酸盐的摩擦磨损性能研究

在水介质中原位制备纳米硅酸镁和纳米硅酸锌,在四球摩擦磨损试验机上评价水介质中两种纳米硅酸盐及其与油酸三乙醇胺(OATEA)复合后的抗磨减摩性能,采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析磨斑表面形貌和主要元素的化学特征。结果表明:水介质中纳米硅酸镁和纳米硅酸锌的抗磨减摩效果不佳、性能相近,但与OATEA复合后抗磨减摩性能显著提高。原因一方面是具有表面活性的OATEA在摩擦表面形成具有良好润滑作用的吸附或反应润滑膜,另一方面是摩擦化学反应生成的SiO2起到"微滚动轴承"的作用,并与表面形成的Fe3O4、Fe2O3以及OATEA边界膜共同减小摩擦磨损。     

Ti3AlC2/Al复合材料的制备及性能

采用Ti、Al和C元素粉末为反应原料,通过机械合金化(MA)和热处理法制备出高纯度三元碳化物Ti3Al C2陶瓷粉体。将Ti3Al C2作为增强相添加到金属Al中,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备出Ti3Al C2/Al复合材料,研究烧结温度对复合材料的相对密度、硬度和摩擦因数的影响。结果表明:随烧结温度的增加,复合材料的相对密度和硬度也随之增加,当烧结温度为550℃,复合材料的相对密度和硬度分别为97%和180HV;复合材料的摩擦因数随烧结温度升高而逐渐变小,当烧结温度为500℃,摩擦因数达到最低值,约为0.186 9,烧结温度继续升高,摩擦因数反而变大。     

水润滑轴承推力瓦块材料摩擦磨损试验研究

船用推力轴承用水润滑代替油润滑具有节能、环保等优点,其应用前景广阔.选择了飞龙、ACM,SF-1三种材料,开展摩擦磨损试验研究,探讨在不同工况下,不同聚合物材料的摩擦学性能,以筛选水润滑轴承推力瓦块材料.试验结果表明:干摩擦时,载荷与转速对材料的摩擦因数具有明显的影响;在一定转速下,3种材料的磨损量均随着载荷的增加而增...     

Ni-P-PTFE复合镀层摩擦与磨损性能研究

测定了Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ复合镀层的摩擦及磨损性能，结合磨面形貌观测及磨损产物成分分析对其磨损机理作了讨论。试验结果表明，复合镀层中的ＰＴＦＥ在磨损过程中向对磨副表面转移，从而使镀层具有优良的减摩及耐磨性能；热处理及载荷对镀层的摩擦磨损特性有一定影响。     

注塑改性尼龙杆端关节轴承的摩擦学性能

利用自制的杆端关节轴承摩擦磨损试验机,分别对碳纤维改性尼龙衬垫轴承以及聚四氟烯（PTFE）和碳纤维混合改性尼龙衬垫杆端关节轴承的摩擦因数、磨损量随接触应力的变化规律进行了分析,并采用扫描电子显微镜、能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪对两种轴承衬垫材料的磨损形貌和磨损机理进行了研究。结果表明：PTFE和碳纤维混合改性尼龙衬垫轴承的摩擦学性能较好,耐磨性得到显著提高;PTFE和碳纤维混合改性尼龙的轴承衬垫发生了轻微的磨粒磨损和粘着磨损,而碳纤维改性尼龙轴承的衬垫则发生了较为严重的粘着磨损和磨粒磨损。