石墨润滑下人字闸门底枢摩擦副摩擦学性能

为研究石墨润滑条件下各参数对人字闸门底枢摩擦副摩擦磨损性能的影响,采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机进行销-盘摩擦副试验,模拟闸门底枢低速重载工况条件,研究不同摩擦速度、石墨粒径下不同表面粗糙度人字闸门底枢摩擦副的摩擦磨损性能。试验结果表明：在不同转速工况下,表面粗糙度为0.8 μm的摩擦副采用粒径10 μm石墨颗粒润滑时润滑性能最优,表面粗糙度为2.0 μm的摩擦副采用粒径21 μm石墨颗粒润滑时润滑性能最优;随着转速增加,摩擦副摩擦因数与磨损量均增加。研究表明,石墨粒径大小和摩擦副表面粗糙度共同影响摩擦副摩擦学性能,这为闸门底枢的固体润滑剂选择和摩擦参数设计提供理论依据。     

人字闸门底枢摩擦副磨损试验台的设计

实践证明磨损是底枢摩擦副失效的主要原因。为了研究人字闸门底枢摩擦副的磨损机理及其影响行为,以三峡闸门为研究对象,深入分析其底枢的受力及应力分布情况,通过计算闸门运行时的各项力矩确定启闭方案,以相似理论作为理论计算依据,完成了试验台的基本结构尺寸设计;通过启闭液压缸、加载液压缸和摩擦阻尼装置模拟实际闸门的启闭、实际闸门的重量以及水压对闸门的影响;通过测定液压缸两端的油压能够较好地测量闸门底枢的实际摩擦系数。通过测控系统,该试验台能在设定参数下完成底枢摩擦副的往复摩擦实验,从而为人字闸门底枢的设计和维护提供了试验分析数据。     

水润滑下与表面镀Cr40Cr钢配副的C/C复合材料的滑动摩擦磨损行为

水润滑条件下,在M2000型摩擦试验机上测试了3种具有不同基体炭结构的C／C复合材料（C／C）的摩擦行为。结果表明：随载荷增加,3种材料的摩擦因数均先增后降。其中,完全化学气相渗透工艺（CVI）制备的A材料摩擦因数波动幅度最大,在0．04～0．09之间波动;完全树脂浸渍炭化工艺（RI）制备的B材料和CVI＋RI工艺制备的C材料摩擦因数波动幅度小,在0．05～0．063之间波动。3种材料的体积磨损均随载荷增加而增加,其中C材料的磨损最小,在1．7～4．5mm^3之间波动。随时间延长,3种材料的摩擦因数基本保持稳定。SEM观察表明：随载荷增加,材料磨损表面膜逐渐完整。在B材料磨损表面,临近纤维的树脂炭呈环状磨损形貌;在C材料磨损表面,热解炭磨屑呈片状形貌,轴向垂直滑动方向的纤维呈螺旋状断裂形貌。     

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.     

激光强化参数对40Cr钢表面组织及摩擦性能影响的研究

采用CO2横流式激光器对40Cr材料进行表面强化处理研究;使用S-360型扫描电镜观察激光硬化区金相组织及成分并观察金属表面磨损形貌;采用CHX-1超显微硬度计测量激光强化区断面的显微硬度;然后在MPX-2000盘销式摩擦磨损实验机上进行干摩擦和油润滑实验。结果表明:激光参数对表面硬度和硬化层深度有很大影响,较大的功率可使奥氏体转变充分而获得更多的马氏体,激光扫描速度越快,功率越大,显微硬度越高,硬化层越深;少量针状马氏体组织化引起表层强化,经激光硬化的表面其耐磨性可大大提高;40Cr在干摩擦条件下的平均磨损量是润滑时的5倍,40Cr和20MnSiV的磨损主要以磨粒磨损为主,同时也有粘着磨损。     

HIP-Si3N4陶瓷/45#钢副干摩擦和水润滑下摩擦学性能

利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机考察了HIP—Si3N4陶瓷／45^#钢副在干摩擦和水润滑下的摩擦磨损性能；用扫描电子显微镜观察了试件表面的磨损状态；采用X射线电子能谱仪分析了摩擦表面的化学成分：结果表明：干摩擦条件下，HIP—Si3N4陶瓷的磨损速率比45^#钢小，45^#钢发生粘着磨损，HIP—Si3N4陶瓷发生了脆性断裂和脱落；水润滑条件下，摩擦表面产生了Si(OH)4反应膜，降低了磨损，主要是化学腐蚀磨损。     

不同碳原子数及羟基数醇中Ti3SiC2/Si3N4摩擦副的摩擦学性能

Ti_3SiC_2和Si_3N_4等陶瓷材料是一种潜在的生物燃料发动机及功能性运动部件材料,为研究其在醇类生物燃料及润滑剂中的摩擦学性能,利用往复式摩擦试验机研究Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副在不同碳原子数直链醇(乙醇、丁醇、辛醇和十二醇)和不同羟基数醇(乙二醇和丙三醇)液体介质中的摩擦学性能。结果表明:Ti_3SiC_2/Si_3N_4在醇介质中的摩擦因数随碳原子数和羟基数的增加而减小,总体平均摩擦因数在0.06～0.11范围内变化,但丁醇中摩擦因数最高,为0.25;Ti_3SiC_2/Si_3N_4配副的磨损率均随碳原子数和羟基数的增加而减小,Ti_3SiC_2的磨损率在4.48×10~(-7)～9.33×10~(-9) mm~3/(N·m)范围内变化,Si_3N_4的磨损率在4.05×10~(-6)～2.91×10~(-7)mm~3/(N·m)之间变化,其中在辛醇和十二醇中几乎没有磨损。研究表明:在醇介质中Ti_3SiC_2/Si_3N_4摩擦副的摩擦状态属于边界润滑状态,摩擦界面微凸体和磨屑的犁沟效应是造成高摩擦的主要原因;摩擦化学反应是Ti_3SiC_2/Si_3N_4在醇介质中的摩擦行为的一个特点,摩擦化学磨损和磨粒磨损是材料磨损的主要机制;链长越长、羟基越多,醇的黏度越大,承载能力越强,犁沟效应和磨粒磨损降低,摩擦因数和磨损率也降低。     

Fe3Al基摩擦材料烧结性能及摩擦学特性初探

用球磨机械合金化工艺制备Fe3Al粉末,采用粉末冶金工艺,选择不同的烧结温度、烧结压力和保温时间,获得Fe3Al基复合材料的最佳烧结工艺条件。对最佳工艺条件获得的材料的物理机械性能、摩擦磨损性能和微观结构进行分析测试,借助磨损表面扫描图像和能谱分析,分析该材料的磨损形式,并探讨该材料在低速低载和高速重载2种工况条件的磨损机制。结果表明:采用烧结温度为1 100℃,烧结压力为10 MPa下保温30 min的工艺条件烧结的材料有较好的机械性能和摩擦磨损性能。其摩擦磨损机制为:低速低载以疲劳磨损和磨粒磨损为主,高速重载以疲劳磨损和磨粒磨损为主,并伴有轻微的黏着磨损形式。     

Ag/SmBa2Cu3O7-δ材料的制备及摩擦学性能

采用固相法合成 SmBa2 Cu3 O7－δ（SmBaCuO）,将不同质量分数银粉添加到 SmBaCuO 中,通过烧结制备 Ag／SmBaCuO 复合材料;通过 XRD、金相显微镜、SEM、EDXA 分析其结构和形貌,利用摩擦实验机测试其与钢配副时的摩擦学性能。结果表明：添加银后 SmBaCuO 结构没有改变,银分布在 SmBaCuO 基底中,增大了材料密度和韧性;Ag／SmBaCuO 中银微粒在摩擦的过程中向对偶表面转移,起固体润滑剂的作用,降低了 Ag／SmBaCuO 的摩擦因数和磨损率。     

铝合金表面纳米Al2O3-40%TiO2复相陶瓷涂层力学与摩擦学性能

为提高铝合金零部件的耐磨性能,运用等离子喷涂技术在7005铝合金表面制备纳米Al2O3-40%TiO2(NAT40)复相陶瓷涂层,分析该涂层的微观结构,测试其主要力学性能,研究其在干摩擦和3.5%NaCl溶液中的摩擦行为与机制。结果表明:NAT40涂层的显微硬度为638.6 HV0.5,断裂韧度为13.3 MPa.m1/2,与基体的临界结合力达到80.35 N,均高于微米Al2O3-40%TiO2(MAT40)涂层。干摩擦时,随着载荷从3 N增大至12 N,NAT40涂层的摩擦因数从0.20上升至0.32,其磨损失重也从1.3 mg增大到2.2 mg;轻载3 N时,涂层以微观切削磨损为主,而在重载12 N条件下,磨损表面闪温计算值达到541.65℃,导致涂层的强度和硬度下降,磨损机理变为多次塑变磨损、粘着磨损和氧化磨损。在3.5%NaCl溶液摩擦环境中,NAT40涂层在相同载荷条件下的摩擦因数较干摩擦时显著降低,但重载(12 N)时,其磨损失重却比干摩擦时增加22.7%;随着载荷的增加,涂层的磨损机理由疲劳磨损转变为应力腐蚀磨损。     

Ag/GdBa2Cu3O7-δ复合材料的制备及摩擦性能

采用固相法合成GdBa_2Cu_3O_(7-δ)(GdBaCuO),银粉以不同质量分数添加到GdBaCuO中,通过烧结制备Ag/GdBaCuO复合材料样品;借助X射线分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDXA)分析样品结构和形貌,利用摩擦实验机测试样品与对偶件钢的摩擦性能。结果表明:添加银后GdBaCuO结构没有改变,银微粒分布在GdBaCuO基底中,增大了材料密度;在相同的测试条件下,添加银的样品摩擦因数和磨损率比纯GdBaCuO样品低,银质量分数为20%时,复合材料的摩擦性能最好。在摩擦的过程中,样品Ag/GdBaCuO中的银微粒在剪切力作用下,向对偶表面转移,起固体润滑剂的作用,降低了Ag/GdBaCuO的摩擦因数和磨损率。     

YBa2Cu3O7-δ/Ag自润滑复合材料的制备及摩擦学性能研究

利用溶胶-凝胶方法合成高温超导YBa2Cu3O7-δ(YBCO)纳米粉体,分别以纯Ag和AgNO3向YBCO中掺杂金属银,制备了具有超导性能的固体润滑复合材料,并对其组织和摩擦学性能进行了研究。结果表明YBCO室温下摩擦因数大,以2种方式加入适量Ag后,得到从室温至500℃摩擦因数在0.15左右的固体润滑材料。XRD、SEM、EDS金相分析表明,分布在YBCO晶粒间的Ag微粒有效抑制微裂纹的萌生和扩展,改善了陶瓷YBCO的脆性。常温和高温下,复合材料都表现出低而稳定的摩擦因数,其机制是Ag颗粒在复合材料基体上形成转移膜,Ag的加入量以质量分数10%为最佳,尤其是由AgNO3制备出的复合材料,Ag颗粒粒径更小,分布更加均匀,表现出更好的性能。     

Ag/YBa2Cu3O7-δ自润滑复合材料的力学及摩擦性能

利用粉末冶金法制备了组织均匀的Ag/YBa2Cu3O7-δ(YBCO)自润滑复合材料,采用XRD和SEM对其物相组成和显微结构进行了表征,分析了银含量对复合材料显微组织、力学性能和摩擦性能的影响.结果表明:常温常压下,当银质量分数为10%时,复合材料的摩擦性能最好,随银含量增加复合材料硬度减小,断裂韧度增大;真空条件下,复合材料的摩擦因数随银含量的增加而降低,且基本不随滑动速度的变化而变化;当温度降低到超导体的超导转变温度时,YBCO的摩擦因数急剧降低.