ZrO2陶瓷与304钢配副高水基液压元件摩擦学性能

采用Rtec摩擦磨损试验机MFT-5000、白光三维干涉仪和扫描电镜,考察不同载荷和高水基乳化液浓度条件下ZrO₂陶瓷与304钢配副的摩擦系数、磨损体积和表面形貌,并探讨其磨损机制。通过控制变量法分析表明:载荷比高水基乳化液浓度对摩擦系数的影响较大,且随着载荷的增大,摩擦系数趋于稳定,而磨损体积增大;随着浓度的增大,摩擦系数逐渐减小并趋于稳定,磨损体积先减小后增大,在100 N/Hz和浓度为6%工况下,陶瓷与钢配副的摩擦系数和磨损体积最小;陶瓷与钢配副在高水基乳化液中以氧化磨损为主,且随着浓度增大,氧化磨损先增大后减小,伴有犁削磨损。陶瓷与钢配副模拟液压元件内部摩擦副的润滑效果,通过分析试验结果找到合适的工况来提高液压元件的寿命和工作效率。     

防冻液环境下PPS复合材料与不同配副材料的摩擦学行为

采用热压成型法制备短切碳纤维增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,研究汽车专用防冻液环境中复合材料与4Cr13不锈钢、SiC陶瓷和Al2O3 陶瓷配副在不同载荷下的摩擦磨损性能;考察摩擦副在防冻液中的润湿性与耐腐蚀性;利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复合材料及对偶件磨损面进行观察,结合磨损面EDS和XRD分析探究材料的摩擦磨损机制。结果表明：防冻液环境中,SiC陶瓷耐腐蚀性能最强,Al2O3 陶瓷润湿性最好;在相同载荷下与4Cr13配副时复合材料的磨损率最低,但摩擦因数随载荷的增大上升最快,对偶件磨损率最大且磨粒磨损严重;与SiC或Al2O3配副时复合材料摩擦面呈现研磨特征;在相同载荷下与Al2O3 配副时复合材料磨损率最大,磨屑向对偶件表面沉积,与SiC配副时复合材料摩擦因数最小且对偶件磨损率最小。因此PPS复合材料与SiC配副宜作为防冻液环境下长耐久滑动轴承的优选材料。     

Al_2O_3连续增强铝基复合材料的干摩擦磨损特性

通过摩擦磨损试验对比研究了含质量分数18%SiC颗粒和不含SiC颗粒的Al2O3连续增强铝基复合材料与NAO(无石棉有机材料)配副的干滑动摩擦磨损行为。结果表明:复合材料在较低的滑动速度(0.628m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大而降低;在较高的滑动速度(2.512m·s-1)下,最大启动摩擦因数随正压力的增大呈先减小后增大的趋势;正压力一定时,最大启动摩擦因数随滑动速度的增大先减小后增大;含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料比不含SiC的Al2O3连续增强铝基复合材料具有更高的摩擦因数和更好的耐磨性。     

陶瓷与灰铸铁配副在水润滑下的摩擦学性能

比较了在蒸馏水润滑下Si3N4、Al2O3陶瓷与灰铸铁副的摩擦学性能,结果表明：Al2O3陶瓷的磨损体积远小于Si3N4,但与Si3N4配副时灰铸铁的磨损体积明显小于与Al2O3配副时的磨损体积。其摩擦系数也较小（0.02)。用SEM观察发现Al2O3陶瓷磨擦表面粗糙,有少量的转移膜形成;而Si3N4磨擦表面光滑,与其对应的灰铸铁磨面上存在含石墨的润滑膜。     

液氮介质中Si3N4/9Cr18配副摩擦磨损性能研究

超低温介质中工作的轴承由于不能采用润滑油或脂润滑,其球环材料配副摩擦磨损特性将对轴承的工作性能产生很大影响。采用球盘点接触形式,在5 N载荷和0.4 m/s相对滑动速度下试验研究了超低温全钢轴承和混合式轴承中9Cr18/9Cr18和Si3N4/9Cr18两种球环配副在常温干摩擦和液氮环境中的摩擦磨损性能。结果表明9Cr18/9Cr18配副在低温下由于粘着趋势减弱而使摩擦因数和磨损均低于常温下。Si3N4/9Cr18配副在低温介质中由于试件表面吸附、氧化和摩擦化学反应受到抑制使摩擦因数高于常温下,同样由于无摩擦化学磨损发生,而只是以脆性断裂为主,其磨损低于常温下。Si3N4/9Cr18在常温下摩擦因数低于9Cr18/9Cr18配副,而在低温下则高于9Cr18/9Cr18配副。2种环境中陶瓷/钢配副的磨损均小于相应条件下钢/钢配副的磨损。     

Inconel718与硬质合金摩擦磨损特性的实验研究

利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机对镍基合金Inconel 718与硬质合金刀具对偶时的摩擦磨损特性进行研究,揭示法向载荷和滑动速度对摩擦副摩擦因数的影响,通过SEM观察试样摩擦形貌并分析磨损机制.研究结果表明:摩擦副的摩擦因数随着法向载荷的增大而减小,随滑动速度的增大而增大;Inconel 718镍基合金与硬质合金对偶时的磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

电流对黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副摩擦磨损性能的影响

根据列车受电弓系统的实际工况条件,在自制的销-盘式载流摩擦磨损试验机上研究了Al2O3弥散强化铜合金销试样和黄铜（H62）盘试样摩擦副在载流条件下的滑动摩擦磨损性能,试验条件为速度20m/s、载荷0.63MPa、电流25-75A。试验结果表明,电流对黄铜/Al2O3弥散强化铜合金摩擦副的滑动干摩擦行为具有显著影响。随电流的增加,销试样的磨损率增加,摩擦因数增大,试样表层发生了磨粒磨损和粘着磨损。     

高水基乳化液作用下液压元件摩擦磨损性能研究

为探索液压元件在高水基乳化液介质中的摩擦学规律,采用Rtec摩擦磨损试验机模拟不同载荷、不同频率等工况下,液压元件内部接触副在不同体积分数高水基乳化液作用下的摩擦磨损变化情况。通过测得的摩擦因数和借助白光干涉三维表面轮廓仪所测出的磨痕,分析了其润滑行为及摩擦磨损规律。研究结果表明:高水基乳化液介质作用下的摩擦因数和磨损量均较纯水介质下大幅下降;摩擦因数随着高水基乳化液体积分数的增加,先减小后增加,体积分数为5%时摩擦因数最小;磨损量随着高水基乳化液体积分数的增加而降低,且达到8%体积分数后其磨损量降低幅度趋于平稳。综合考虑摩擦因数和磨损量,高水基乳化液体积分数为8%时减摩抗磨效果最好,此时高水基乳化液会形成有效的润滑膜,起到承载和润滑作用,从而有效提高液压元件的机械效率和使用寿命。     

38CrSi自配副的摩擦磨损性能

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了38CrSi自配副干滑动时的摩擦因数、磨损率随滑动速度和载荷的变化规律;利用SEM观察了磨损面的微观形貌,分析了摩擦磨损机理。结果表明：其摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着速度的增加先增大后减小,和常用材料的磨损率随速度增加而增大的规律不同;磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

38CrSi自配副的摩擦磨损性能

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了38CrSi自配副干滑动时的摩擦因数、磨损率随滑动速度和载荷的变化规律;利用SEM观察了磨损面的微观形貌,分析了摩擦磨损机理。结果表明:其摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着速度的增加先增大后减小,和常用材料的磨损率随速度增加而增大的规律不同;磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

氧化铝陶瓷在腐蚀环境下的摩擦磨损性能

研究了氧化铝陶瓷在HCl溶液、NaOH溶液和去离子水3种润滑介质下的摩擦磨损性能,获得其在不同滑动速度下的摩擦因数、磨损体积和表面形貌.结果表明:酸性环境抑制了硅和铝的氢氧化物膜的产生,导致在HCl溶液润滑下摩擦副的摩擦因数高,氧化铝陶瓷表面磨损严重;以NaOH溶液为润滑介质时摩擦副的摩擦表面成膜度最高,摩擦因数最低,...     

浸渍石墨/38CrMoAlA (喷涂)配对密封摩擦副的干摩擦性能

针对干摩擦机械密封在高速运转工况下密封端面的摩擦磨损而导致密封失效问题,通过试验分析几种典型摩擦副材料组对在干摩擦下的摩擦磨损性能。选择浸锑石墨M106D和浸树脂石墨M106K分别与38CrMoAlA以及喷涂Cr2O3、Al2O3的38CrMoAlA硬环组对,采用Plint摩擦磨损试验机,监测摩擦副在高速干摩擦条件下的摩擦因数,分析轴向载荷及线速度对摩擦因数的影响,通过白光干涉仪观测试验前后端面形貌。结果表明：干摩擦下,喷涂的硬环表面石墨转移附着较少,其更耐磨、磨损程度小,浸锑石墨较浸树脂石墨磨损少;6组配对试验主要磨损形式为磨粒磨损,其中浸锑石墨/喷涂Al2O3的38CrMoAlA摩擦副摩擦因数最小;由于石墨的自润滑性,适当增加转速和轴向载荷均有利于降低端面摩擦因数。     

Ti3SiC2/SiC复相陶瓷/45#钢摩擦副的摩擦学性能

研究了由热等静压原位合成的Ti3SiC2/SiC复相陶瓷与45#钢在干摩擦和边界油润滑条件下的摩擦磨损特性.结果表明：干摩擦条件下随载荷的变化,占主导地位的磨损机制将发生变化,在低载荷下以磨粒磨损为主,高载荷下以粘着磨损为主;同干摩擦相比,润滑油对摩擦副的摩擦磨损性能的改善均很显著;Ti3SiC2/SiC复相陶瓷的磨损主要由粘着和微断裂引起的.     

PEEK450 FC30与SiC陶瓷在海水润滑下的摩擦磨损特性研究

碳纤维增强聚醚醚酮PEEK450 FC30与工程陶瓷SiC软硬组合作为海水柱塞泵关键摩擦副备选材料,利用MCF 10摩擦磨损试验机对其在海水润滑下的摩擦磨损特性进行试验研究,探讨接触压力、滑动转速对材料磨损率和摩擦系数的影响规律。试验结果表明：在一定范围内的滑动速度、接触压力下,该摩擦副呈现出较小的磨损率和摩擦系数。当滑动速度在0.5~1.5 m/s之间,接触压力为1.33 MPa时,磨损率最小。通过扫描电子显微镜观察摩擦副磨损表层发现,在海水润滑下,SiC磨损并不明显,而PEEK450 FC30的磨损主要是以塑性涂抹为特征的粘着和SiC表面粗糙峰引起的机械犁耕。研究结果对水液压元件的选材具有十分重要的指导作用。     

陶瓷─铸铁摩擦面上形成的表面膜对其摩擦学特性的影响

在Ｍ─２００环─块磨损试验机上研究了陶瓷─铸铁配副在蒸馏水和空气润滑下的摩擦学特性，并以陶瓷─碳钢配副作为对比，对磨损后的试样磨面进行了扫描电镜和光镜观察，采用俄歇电子能谱（ＡＥＳ），Ｘ射线能谱（ＥＤＡＸ）以及图象分析等方法对表面膜进行了分析。结果表明：Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与铸铁在蒸馏水润滑下配副获得了非常优异的摩擦学特性，其摩擦系数仅为０．０２，系统的磨损率几乎接近于零，其原因是由于在磨面上形成了具有一定厚度和面积的化学反应膜；当Ｓｉ３Ｎ４与碳钢在蒸馏水润滑下配副时，由于在磨面上不能形成有效的化学反应膜，所以摩擦系数仍然崐较高；当Ａｌ２Ｏ３与金属配副时，在陶瓷磨面上形成了材料转移膜，转移膜的形成大幅度减轻了陶瓷磨损，但却加剧了金属的磨损，并使摩擦系数升高     

Al_2O_3基陶瓷拉丝模材料的摩擦磨损性能

采用热压法制备出三种Al2O3基复合陶瓷材料,用于陶瓷拉丝模的制作。计算出拉丝模在拉拔加工中的应力分布,指出拉丝模应力最大和磨损最严重的区域。陶瓷拉丝模的摩擦磨损特性是影响拉丝模工作寿命的主要原因,因此在MRH-3高速环块磨损试验机上对Al2O3基复合陶瓷材料摩擦磨损行为及其磨损机理作了试验研究。测试出Al2O3基复合陶瓷材料在不同转速和载荷下,摩擦因数和磨损率的变化规律。通过扫描电镜观测其磨损区微观形貌,分析其滑动摩擦的微观机理为机械磨损耕犁、粘着和脆性微脱落。结果表明,这三种Al2O3基复合陶瓷拉丝模材料具有较高抗弯强度和断裂韧度。Al2O3基复合陶瓷材料的磨损机理主要是脆性脱落和耕犁,具有良好的耐磨性,是制备拉丝模的优良材料。     

Al2O3、六方BN纳米润滑油的摩擦学性能试验研究

用添加Al2O3以及六方BN纳米颗粒的润滑油对机车发动机易磨损零部件材质制成的摩擦副试样进行摩擦磨损实验,结果表明添加了纳米颗粒的润滑油改善了摩擦副的润滑效果,提高了油膜承载力,降低了摩擦因数。六方BN润滑效果随添加量的增加而增强,中等载荷时质量分数为0.5%的纳米颗粒对3种摩擦副作用相近。Al2O3对硬-软金属配合的摩擦副作用效果强于对硬-硬金属配合的摩擦副,添加量不宜过高。