压铸ZL101A铝合金摩擦磨损性能及机理的研究

以汽车发动机缸体用的ZL101A铝合金作为研究对象,开展了在SiN、GCr15两种摩擦副条件下摩擦载荷对ZL101A铝合金磨损性能及磨损机理的研究.试验结果表明:ZL101A铝合金在SiN和GCr15两类摩擦副中,随着摩擦载荷由2N增加至4N时,平均摩擦系数和磨损量均先增加后降低;在不同摩擦载荷下,SiN摩擦副的试样摩擦磨损平均摩擦系数均低于GCr15摩擦副;摩擦磨损过程发生了剥层磨损、磨粒磨损、黏着磨损以及氧化磨损多种磨损机制,只是在不同的试验条件下磨损机制的作用程度不同;在SiN摩擦副中磨屑的黏着、碾压现象比GCr15摩擦副中更加明显,以至于SiN摩擦副中摩擦表明的氧化现象比GCr15摩擦副中更加明显.     

真空条件下GCr15钢摩擦磨损性能研究

为研究登月车轴承内部摩擦磨损机理,研制了真空球盘式摩擦磨损试验机,并在常压和真空(真空度为6×10~(-3)Pa)条件下试验研究了GCr15钢球/GCr15钢盘配副的摩擦磨损性能。结果表明:真空条件下摩擦面之间的高温使得试件剪切强度和粘着力降低,从而摩擦系数低于常压下。而真空条件下配副更易发生粘着,产生的磨屑更多,磨损量更大。     

C/C复合材料的摩擦磨损行为研究

利用HIT-1型球盘式摩擦磨损试验台,以C/C复合材料与GCr15钢为配副进行摩擦磨损实验。研究了C/C复合材料的摩擦系数与时间、载荷和速度的关系,分析了工况环境对摩擦系数的影响,获得了磨损量与载荷和速度的相关关系。结果表明:C/C复合材料的摩擦系数在摩擦磨损初期减小,随后在较小区间内平稳波动;摩擦系数在不同载荷条件下随速度变化趋势不同,当载荷为8 N时摩擦特性随速度变化最稳定,速度为0.576 m/s时摩擦特性随载荷变化最稳定;不同试验环境中摩擦性能呈现规律不同;C/C复合材料摩擦磨损过程中磨损率随速度缓慢增大,随载荷缓慢增大。     

水润滑低摩擦系数陶瓷涂层摩擦副的研究

主要针对水润滑条件下低摩擦系数摩擦副--包括主动副和从动配副的材料和性能进行设计研究.研究了3种复合陶瓷涂层制备的主动副与3种摩擦性能良好的整体材料组配进行摩擦性能试验.通过销-盘磨损试验,测定各组摩擦副的摩擦系数和磨损量;利用SEM等测试技术,观察和分析了磨痕的形貌,重点讨论了陶瓷涂层材料的组分设计及其显微结构,涂层与配副材料在水润滑条件下的摩擦学性能.结果显示:在水润滑下所设计的3种陶瓷涂层所组成的摩擦副具有较低的摩擦系数,能够耐海水侵蚀以及抗微生物附着,是一种海水中使用的理想摩擦组件.     

熔盐扩散渗钒组织结构和摩擦磨损特性的研究

本文用扫描电镜、电子探针、X衍射仪、抗咬合试验、磨损试验等手段,研究了GCr15钢经熔益扩散渗钒处理后的组织结构和摩擦磨损特性。结果表明:面心立方晶格的碳化钒覆层由于摩擦系数较低,粘着倾向较小,且具有超高硬度,可显著改善钢的抗咬合性和耐磨性,有良好的工业应用前景。     

纳米填料增强UHMWPE–橡胶水润滑摩擦学性能

为了研究水润滑条件下试验载荷和速度对纳米填料（Nano-SiC）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）/橡胶复合材料摩擦学性能的影响,通过高温混炼、热压成型制备Nano-SiC辅以聚四氟乙烯（PTFE）填充改性UHMWPE/橡胶复合材料。采用MRH-3型环-块摩擦实验机探究四种不同载荷条件下改性复合材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和非接触光学三维轮廓仪对试样微观磨损表面形貌分析,从微观层面探究改性复合材料的摩擦机理。试验结果表明：在定载变速条件下,速度由0.02m/s升到3.59m/s时,改性复合材料的动摩擦系数波动幅度与静摩擦系数均呈现大幅下降趋势,粘-滑现象（Stick-Slip Phenomenon）减弱,摩擦系数波动归于平稳;试验载荷和纳米粒子含量的变化与试样摩擦磨损程度呈负相关,在水润滑条件下,随着纳米粒子含量增加,摩擦系数与磨损率均出现明显降低,填充比例为5%的复合材料摩擦学性能最佳,摩擦系数整体较UHMWPE/橡胶材料降低35%,磨损率降低46.6%,磨损表面形貌也随之发生改变;随着载荷的增加,复合材料的磨损率从1.25×10-6mm3/(Nm)降至0.4×10-6mm3/(Nm)。Nano-SiC的含量与工况载荷压力对摩擦磨损均存在一定影响,即填充适量Nano-SiC的UHMWPE/橡胶复合材料与一定工况压力下的对偶钢环组成的摩擦配副能改善摩擦环境,减轻粘-滑现象,有利于减小材料的磨损。     

纳米填料增强UHMWPE–橡胶水润滑摩擦学性能

为了研究水润滑条件下试验载荷和速度对纳米碳化硅填料（Nano–SiC）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）–橡胶复合材料摩擦学性能的影响,通过高温混炼、热压成型制备Nano–SiC辅以聚四氟乙烯（PTFE）填充改性UHMWPE–橡胶复合材料;采用MRH–3型环–块摩擦试验机探究4种不同载荷条件下复合材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和非接触光学3维轮廓仪对试样微观磨损表面形貌分析,从微观层面探究改性复合材料的摩擦机理。试验结果表明：在定载变速条件下,速度由0.005 m/s升到0.541 m/s时,改性复合材料的动、静摩擦系数均呈现大幅下降趋势,摩擦系数波动归于平稳,黏–滑现象逐渐减弱直至消失。试验载荷和纳米粒子含量的变化与试样摩擦磨损程度呈负相关：在水润滑条件下,随着纳米粒子含量增加,摩擦系数与磨损率均出现明显降低,填充比例5%的复合材料摩擦学性能最佳,摩擦系数整体较UHMWPE–橡胶材料降低35%,磨损率降低46.6%,磨损表面形貌也随之发生改变;随着载荷的增加,复合材料的磨损率从1.25×10~(–6) mm~3/(N·m)降至0.40×10~(–6) mm~3/(N·m)。Nano–SiC的含量与工况载荷压力对摩擦磨损均存在一定影响,即填充适量Nano–SiC的UHMWPE–橡胶复合材料能减轻黏–滑现象,与一定工况压力下的对偶钢环组成的摩擦配副能有效改善摩擦性能,有利于减小水润滑轴承的磨损,增强传动系统服役寿命。     

不锈钢在H_2O_2中的磨损性能及机理分析

采用比较分析法对试验中不同H2O2介质浓度下摩擦系数及磨损量进行对比分析,并采用金相显微镜和扫描电镜对在H2O2介质中相对运动的销-盘摩擦副进行了磨粒分析、磨损表面显微分析和SEM分析。结果表明销-盘摩擦副的摩擦磨损为腐蚀磨损和磨粒磨损交互作用。     

磨粒对摩擦过程的影响

目前,关于磨粒摩擦学问题,对固定磨粒、磨损研究得多,而对摩擦系数、运动副间的自由磨粒的摩擦系数和磨损研究得很少。本文对工程机械中常见的、在运动副之间存在的磨粒,即所谓三体自由磨粒的摩擦和磨损进行了试验研究,就有关磨粒尺寸、形状、硬度以及负荷、滑差对摩擦和磨损的影响进行了试验,并对试验结果作了初步分析讨论。作者认为,有磨粒的摩擦机理与干摩擦机理不同,除了磨粒的挤压、切削和啮合作用以外,部分磨粒处于滚动状态对摩擦过程有重要的影响。试验和分析都表明,摩擦和磨损之间既有联系又不能把二者等同起来。有磨粒时的摩擦系数和磨损率总比无磨粒时要大。当磨粒尺寸小于临界尺寸时,摩擦系数和磨损率都随磨粒尺寸的增加而增加;临界磨粒尺寸是一个范围;摩擦和磨损的临界磨粒尺寸也不完全吻合。尖锐的、不规则形状的磨粒,摩擦系数、能量消耗、磨损速度都较大。为了减少磨料磨损,应尽量避免磨粒进入运动副,适当地提高零件材料的硬度,正确选择硬度比。     

静电冷却技术对钛合金摩擦磨损性能的影响

为了更好地将静电冷却技术应用到钛合金的车削中,在自行设计的高速摩擦磨损试验装置上,进行了YG8/Ti6A14V摩擦副的摩擦磨损试验.结果表明:静电冷却技术可以有效地降低YG8/Ti6A14V摩擦副间的摩擦系数,在抑制摩擦副磨损的同时还可以改善Ti6A14V磨损表面质量.扫描电镜分析表明,硬质合金高速摩擦时的磨损机理以粘...