摩擦表面纳米铜自修复膜显微硬度分析

利用T-11摩擦磨损试验机和MM-200摩擦磨损试验机进行了用纳米铜添加剂润滑的摩擦磨损试验,在磨痕表面形成了富含Cu元素的表面膜.纳米压痕试验结果表明,基体的硬度为10~13 GPa,而表面自修复膜的硬度从5 GPa到10 GPa,变化范围比较大.从硬度以及加工硬化程度和蠕变位移的测试结果可以看出,摩擦表面自修复膜的这些性能与纯铜膜的性能有很大的区别,而且在不同的深度有不同的变化,说明薄膜不是均匀铜膜,而是在成分、组织结构上有变化的复合膜.     

机械零件摩擦磨损表面自修复研究进展

摩擦学的发展已将摩擦磨损的研究从抗磨减摩扩展到磨损表面的自修复甚至是零磨损.文中对摩擦磨损表面自修复的概念进行了阐述,详细论述了自发摩擦磨损自修复和条件摩擦磨损自修复的几种类型和实现模式,指出纳米技术的发展有望在摩擦表面建立起一层自组装的、坚固的、自修复的润滑膜,为摩擦磨损表面自修复提供了切实的途径.     

羟基硅酸镁粉体表面改性及作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

目的研究羟基硅酸镁粉体表面改性及作为润滑油添加剂的摩擦学性能,提高羟基硅酸镁粉体在设备磨损表面的成膜性能,减少磨损,延长使用寿命。方法采用同步热分析仪(SDT Q600),分析羟基硅酸镁粉体的相变过程。采用不同的表面改性剂对羟基硅酸镁进行改性,采用MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机,研究不同添加量和热处理温度对羟基硅酸镁摩擦性能的影响。结果羟基硅酸镁在常温到500℃之间,脱失吸附水;500~800℃之间,脱去层间水和结构水,生成新的物相镁橄榄石;800~860℃之间,晶体结构发生重组;860~1100℃之间,发生镁橄榄石-顽辉石物相转变。经过油酸表面改性后,羟基硅酸镁粉体表面引入了有机长链,表面改性剂改性效果为:油酸>司盘80>硬脂酸>吐温80>KH270>KH560。粉体质量分数为10%时,短时间内易于达到磨损-自修复动态平衡,具有良好的抗磨减摩效果。经过200、400℃热处理的粉体具有较高的活性、分散性能和成膜性能。结论油酸能有效改善羟基硅酸镁粉体在润滑油中的分散性能,200、400℃热处理能有效提高羟基硅酸镁粉体在润滑油中的分散性能和摩擦过程中的成膜性能。     

热轧钢/热轧钢摩擦副干摩擦高温摩擦行为的研究

用多功能SRV试验机评价了热轧钢/热轧钢摩擦副在干摩擦条件下的高温减摩抗磨性能,并对高温磨损表面进行了分析.结果表明,在试验范围内热轧钢/热轧钢摩擦副的高温摩擦系数随时间的延长呈增长趋势,增长趋势的快慢与试验参数有关,高速时的高温摩擦系数明显低于低速时的高温摩擦系数;大量氧化铁磨屑的产生是造成热轧钢/热轧钢摩擦副高温摩擦系数上下波动的主要原因.试验速度对热轧钢/热轧钢摩擦副的高温磨损机理有很大的影响,在高速（0.32m/s）条件下,高温磨损机理主要是磨粒磨损;而在低速（0.10m/s）条件下,高温磨损机理主要是粘着磨损.     

氧化铝配对摩擦副在锌液中的摩擦磨损性能研究

钢带连续热镀锌工艺中沉没辊轴套受锌腐蚀和磨损的双重作用,以致于使用寿命非常低,为解决此问题,选择了几种材料对其腐蚀磨损机理进行了研究分析.选择了H13、Cr12渗硼、M2、铁基超合金和钴基合金6种材料与Al2O3配对做腐蚀磨损试验和纯腐蚀试验.试验在本单位自行研制的耐锌腐蚀磨损试验机上进行.并对材料的腐蚀截面,腐蚀磨损截面和表面作SEM分析.试验结果表明钴基合金最耐锌蚀磨损,其他依次为铁基超合金,H13和Cr12渗硼.腐蚀产物与基体的显微硬度比值及腐蚀产物的组织形态都是影响材料腐蚀磨损性能的主要因素.     

硅酸盐粉体作为润滑油添加剂对摩擦副耐磨性的影响研究*

采用MM200摩擦磨损试验机研究了45^#钢-45^#钢摩擦副在含蛇纹石硅酸盐油润滑下的摩擦学行为，借助SEM及EDAX测试分析了自修复膜层的表面形貌及表面成分组成。结果表明：润滑油中添加硅酸盐蛇纹石粉体，在摩擦磨损初期，下试样的失重随磨损时间增加而增加；在试验时间为20h时，试样失重达到最大值，随后试样的失萤反而减小。在载荷600N、试验时间30h摩擦磨损后，在金属表面形成自修复保护膜，弥补了试样的部分失重；自修复膜层表面比较平整光滑，无明显的磨损划痕和犁沟，自修复膜层阻碍了金属摩擦表面的直接接触，有效地降低了金属摩擦副的磨损；自修复膜层与金属基体结合紧密，无明显的界面，膜层的厚度最大为8μm。     

陶瓷润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响

研究了金属陶瓷润滑油添加剂在球（销）盘磨损试验机上对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响及其作用机理,采用扫描电镜,原子力显微镜,纳米压痕仪,X光衍射仪等仪器对摩擦表面形成的金属陶瓷修复层进行了分析.结果表明,该添加剂对钢/钢摩擦副具有很好的抗磨作用,试验中反复出现的负磨损现象体现了其显著的动态自修复功能;在钢/钢摩擦副表面形成的金属陶瓷修复层,粗糙度可低至十几个纳米,硬度高达16GPa,对改善摩擦学性能发挥了重要作用;但XRD广角衍射和小角掠射的分析都只发现基体α-Fe相,没有发现其它新相.陶瓷润滑油添加剂代表当前添加剂领域中一种最新发展趋势,其作用机理有待进一步深入系统的研究.     

WC/铁基表面复合材料摩擦磨损特性研究

为了获得质优价廉的耐磨材料,作者采用铸渗法制造WC增强金属基表面复合材料,研究了WC颗粒含量(质量分数)对渗层在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能的影响.结果表明:当WC颗粒含量为45%时,摩擦系数与耐磨性最好;用SEM观察磨痕形貌,发现试样的磨痕最为平整、光滑,且塑性变形较轻;磨损机制主要以剥层、撕裂和塑性变形为主;表明添加适量的增强颗粒能有效地降低摩擦副之间的犁沟和粘着效应.     

金属-纳米金刚石复合镀层的摩擦磨损性能

本文研究在正交优化工艺条件下获得的镍-钴-纳米金刚石复合电镀层的摩擦学性能，镀层致密无孔隙．讨论了纳米金刚石的加入对镀层组织的影响。结果表明，纳米金刚石的加入，使镍-钴合金层的组织细化，不加纳米金刚石的镀层晶粒尺寸约为0．5—0．6μm，加纳米金刚石的镀层晶粒尺寸约为0．1-0．2μm。镍钴合金镀层的摩擦系数为0．35左右，寿命在摩擦半径为14m时平均为0．022km。纳米金刚石复合镀层摩擦系数为0．3左右。镀层寿命在摩擦半径为14m时为0．15km。并使摩擦磨损性能显著提高。     

蛇纹石内氧化效应对铁基金属磨损表面自修复层生成的作用

高性能SiC纤维在耐高温、抗氧化领域有着重要的应用前景,而纤维直径是影响纤维力学性能的主要因素之一。随着纤维直径降低,纤维强度显著升高。利用静电纺丝工艺,结合先驱体热解转化法制备SiC,探索了一种简单、易行的制备亚微米/纳米SiC纤维的方法。由聚碳硅烷(PCS)出发,研究了PCS溶液静电纺丝的工艺参数对纺丝性的影响,PCS原纤维经不熔化、N2中1200℃热处理1h,成功的制备了纤维直径在0.5原2μm之间分布均匀的SiC纤维。     

表面微织构对45#钢摩擦副表面摩擦学性能影响的实验研究

目的 通过在摩擦副表面进行激光微织构加工,研究不同分布形式的微织构对摩擦副的减摩作用效果,为微织构摩擦副在实际工程应用中的设计与选用提供参考。方法 选取45#钢作为摩擦材料制备环环接触的摩擦副,通过激光微雕刻在试件表面加工一定尺寸的微织构,在油润滑条件下,利用万能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,并通过超景深三维显微镜观察磨损表面,研究不同微织构在油润滑方式下对摩擦副的减摩作用机理及具体影响规律。结果 带有合理分布形式微织构的摩擦副接触表面能产生明显的动压润滑效应,其中径向沟槽微织构和凹坑状微织构在稳定磨损阶段的摩擦系数明显小于光滑表面,分别能减小摩擦系数16%和11%,局部网状微织构的摩擦系数与光滑表面没有明显差异,周向沟槽微织构的摩擦系数大于光滑表面。带有径向沟槽和凹坑微织构的摩擦副相比于光滑表面,温升有所降低,而周向沟槽和局部网状微织构随着摩擦表面磨损的加剧,温升更加明显,下试件分布有微织构的摩擦副接触表面摩擦系数要明显小于上试件分布有微织构的摩擦副。磨损局部放大图中,凹坑状微织构表面产生的磨粒剥落痕迹要明显浅于光滑试件表面,说明微织构能有效存储磨损磨粒,减少二次磨损对摩擦表面的破坏。结论 表面微织构能有效改善摩擦副的润滑性能,合理选择微织构分布形式和分布位置,才能最大限度地发挥微织构的减摩效果。     

摩擦速度对颗粒增强铁基复合材料摩擦性能的影响

研究了颗粒增强铁基复合材料（PRMMCs）在不同摩擦速度下的性能。结果表明，复合材料的摩擦系数随着摩擦速度增加而降低；摩擦速度低时复合材料主要发生剥层磨损，高时则主要发生磨粒三体磨损、粘着磨损和氧化磨损。复合材料比高速钢的磨损系数低两个数量级，具有更低的磨损系数，因此具有良好的耐磨性。     

钛表面不同厚度氧化钛纳米管层的摩擦磨损行为*

为了改善钛的摩擦学性能,采用阳极氧化法在钛表面制备了纳米管径约100nm,厚度分别为500nm、1 000nm和1 500nm的TiO2纳米管层,并在450℃保温3h进行热处理。对试样的表面形貌、显微硬度和粗糙度进行测试。利用摩擦磨损试验考察了热处理前后不同试样在大气环境下的摩擦磨损行为。结果表明:干摩擦下,纳米管层的存在降低了钛与GCr15轴承钢球之间的摩擦系数;随TiO2纳米管层厚度的增加,试样的摩擦因数逐渐降低,磨损逐渐下降;热处理使纳米管由无定型氧化钛转变为锐钛矿晶型,进一步降低了摩擦因数,增加了钛的耐磨性能;纳米管层的磨损机制为磨粒磨损,接触疲劳磨损和粘着磨损。     

激光加工表面微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响

目的优选陶瓷刀具表面微织构形貌,以获得减摩性能较好的微织构。方法采用摩擦磨损实验,单因素研究微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响。测定不同形貌织构刀具的表面摩擦系数,对比其表面磨损形貌,并通过有限元分析软件ABAQUS对微织构表面摩擦过程进行有限元仿真分析,研究不同织构对刀具应力分布的影响。结果在载荷90 N、转速300 r/min、时间30 min的条件下进行摩擦磨损实验,无织构刀具表面摩擦系数约为0.42;放射状微织构刀具的微织构方向与对磨副运动方向垂直,其摩擦系数最低,约为0.35。有限元仿真分析表明,无织构刀具应力集中出现在对磨副与刀具接触的前沿,约16.68~18.19 MPa,应力集中容易引起局部磨损;微织构方向与速度方向垂直时,等效应力值约为21.96~31.37 MPa,应力分布更为均匀,应力较大值分布在微织构沟槽的两侧,刀具更耐磨。结论相比于无织构刀具,加工微织构会使得刀具表面摩擦系数降低,耐磨损性能提高,应力分布更为均匀。     

超声表面滚压加工对20CrMoH钢摩擦磨损性能的影响

目的 提高20CrMoH钢的耐磨性能.方法 设置不同的超声滚压力(700、1000、1300 N)与次数(3、6次),对20CrMoH钢进行超声表面滚压加工.采用扫描电子显微镜、粗糙度测量仪、光学显微镜、显微硬度测量仪、X射线应力分析仪、端面型滑动磨损试验机和3D形貌仪等设备,分别对加工前后试样的表面形貌、粗糙度、金相...     

自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究现状

从自纳米化结构金属材料的形成机理及制备方法入手,阐述了表面自纳米化技术的优势,包括工艺简单、无增材处理、纳米结构层呈梯度变化且与基体无明显界限、适用性强等。在此基础上,重点综述了国内外学者对于自纳米化结构金属材料摩擦磨损的研究现状,包括钢铁合金、镁合金、铝合金、钛合金以及其他金属。同时分析出自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究存在的问题,包括制备工艺参数的合理选择、高温钛合金表面自纳米化摩擦磨损性能的研究、腐蚀磨损特性的研究等。针对进一步拓展自纳米化结构金属材料的工业应用,提出了该领域未来可行的研究方向,以期为自纳米化结构材料研究提供有价值的参考。     

机械诱导金属表面再生层性能分析

利用羟基硅酸盐减磨、再生的摩擦学特性,通过机械摩擦磨损诱导金属(45钢)表面生成一层再生层。用扫描电子显微镜表征再生层的厚度,并用能谱分析仪和X射线光电子能谱仪分析再生层的元素组成和化学状态,用维氏硬度仪和洛氏压痕法测试其显微硬度和表层结合力。结果显示:当添加剂羟基硅酸盐质量分数为10.5%时,金属磨损量最小,再生层厚度最大;再生层主要含有C、O、Fe、Cr等4种元素,这些元素以石墨碳和金属氧化物形式存在;对再生层进行力学性能测试,再生层维氏硬度为648.8 HV_(0.3),为基体的1.7倍;表层结合力临界载荷Pc约为150 kg,与基体结合性能好。