Si3N4陶瓷—白口铸铁在无润滑条件下的磨损性能分析

研究了无润滑条件下Si3N4陶瓷－白口铸铁磨擦副的磨损机理,通过对磨损表面的形貌分析和化学成分测试,发现粘附磨损和疲劳磨损是这一摩擦副磨损的主要形式,通过对试验数据进行回归分析,得知载荷对摩擦副磨损率的影响远大于速度对其的影响。     

蒸馏水润滑下Si_3N_4-白口铸铁摩擦面上表面膜形成过程的观察

为了观察蒸馏水润滑下的Ｓｉ３Ｎ４—白口铸铁摩擦面上表面膜的形成过程,在环—块磨损试验机上进行了不同磨程的磨损试验,通过扫描电镜（ＳＥＭ）对不同磨程的铸铁磨面进行了观察,对表面膜的形成机理进行了初步探讨。结果表明,当Ｓｉ３Ｎ４与白口铸铁配副摩擦时,由于铸铁中碳化物的剥落而形成剥落坑,Ｓｉ３Ｎ４磨屑嵌入剥落坑并氧化和水解,其反应产物富集于剥落坑中,脱水聚合后形成硅胶,从而在磨面形成了含硅胶的表面膜。表面膜的形成保护了陶瓷和铸铁磨面,使其变得很光滑,从而使摩擦系数降至０．０２,并使陶瓷和铸铁的磨损几乎接近于零。     

PA66/Si_3N_4纳米复合材料的摩擦磨损性能

采用双螺杆挤出机熔融共混和注射成型方法制备了PA66/Si3N4纳米复合材料.研究了纳米Si3N4添加量对复合材料的力学性能和摩擦磨损性能的影响.通过对试样磨损表面及其对摩副表面上转移膜的扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨了其磨损机制.结果表明,纳米Si3N4的加入降低了基体的拉伸强度和弯曲强度,但是在PA66中加入适量的纳米Si3N4颗粒后,摩擦过程中有利于生成较均匀的转移膜,从而降低摩擦因数.同时磨屑里的纳米Si3N4镶嵌到试样摩擦表面,使表面得到局部增强,从而提高其耐磨性能.     

低铬白口铸铁的组织与磨粒磨损性能

采用硅进行低铬白口铸铁的合金化，试验发现，随着硅含量增加，碳化物形貌由网状向断网状、分散孤立的条状转变；碳化物的含量增加，尺寸细化；碳化物硬度及材料的整体硬度也逐渐增加。在铬含量为59／5左右、硅含量〉2．5％时，碳化物出现了M7C3型，耐磨性也随着增加，该材料的抗冲击磨粒磨损性能最好的是下贝氏体组织。淬火温度和冷却方式对该类白口铸铁的抗冲击磨粒磨损性能影响不大。     

基于DSP的Si_3N_4陶瓷磨削力信号检验

采用数字信号处理 (DSP)方法对Si3 N4陶瓷的磨削力信号进行了检验 ,结果表明 :Si3 N4陶瓷的磨削力信号具有不同于金属及其它非金属材料的分布规律 ,是一种具有平稳性、各态历经性的周期振动信号 ,且在总体上不服从正态分布。     

热处理方式对GCr15钢与Si_3N_4副干摩擦磨损性能的影响

对GCr15钢进行网带炉热处理和盐浴炉热处理,在自制的快速磨损试验装置上,以Si_3N_4陶瓷球为对偶件,研究不同热处理方式对GCr15钢干摩擦磨损性能的影响;利用白光共焦三维形貌轮廓仪和扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,结合SPIP三维图形分析软件计算GCr15钢体积磨损量。研究表明:与盐浴炉热处理相比,GCr15钢网带炉热处理后与Si_3N_4陶瓷球在多组试验条件下的平均干摩擦体积磨损量更小,磨损性能更优;两种热处理方式的磨损失效原因均为疲劳磨损,但网带炉热处理后GCr15钢的磨损性能提高,试验后磨损表面相对较光滑、疲劳裂纹较少,表面的局部塑性变形减小。     

Si_3N_4陶瓷旋转超声磨削加工的表面摩擦特性

为了探索结构陶瓷材料在摩擦过程中表面形貌的变化规律及其对摩擦特性影响,分析了摩擦过程中材料的接触过程及力学关系,并对旋转超声磨削加工的Si3N4陶瓷试样开展了摩擦表面形貌、摩擦因数等特性的试验研究。首先根据接触特点和材料特性,基于分形理论推导出接触面总载荷计算公式,基于该公式建立了结构陶瓷摩擦因数分形模型。分析结果表明:当初始表面轮廓分形维数分别为1.4,1.45,1.5和1.55时,摩擦因数与摩擦后表面轮廓分形维数呈类似正态分布曲线。然后通过旋转超声磨削加工的Si3N4陶瓷试样面面接触摩擦试验,研究了摩擦后陶瓷材料表面微观形貌和摩擦因数变化规律,分析了各因素对摩擦因数的影响。试验结果表明:产生微观裂纹是Si3N4陶瓷摩擦后表面微观形貌的显著特点;温度值等于160℃是Si3N4陶瓷摩擦因数由下降转为上升的拐点;当施加载荷为360N和往复频率为80Hz时,摩擦因数最大。得到的结果为通过表面形貌控制提高结构陶瓷耐磨性能提供了技术支撑。     

几种极压抗磨剂对Si3 N4陶瓷/GCr15钢副摩擦磨损性能的影响

利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机对Si3N4陶瓷与GCr15钢摩擦副在P120、T302、T306、T307、T321 5种极压抗磨添加剂作用下的摩擦磨损性能；采用SHIMADZU SSX-550型扫描电子显微镜观察盘试件的磨损表面形貌。结果表明：5种添加剂对该摩擦副均具有较明显的减摩抗磨作用，但是添加剂对该摩擦副的减摩和抗磨作用效果并不同步，P120的抗磨作用最好，T321的减摩效果最佳；综合考虑减摩抗磨时，添加剂P120的作用效果最佳；添加剂主要是通过物理和化学吸附膜对该摩擦副起到减摩抗磨作用；从SEM照片看，盘试件磨损表面主要表现为擦伤和粘着特征。     

润滑条件对Al_2O_3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45＃钢摩擦副的摩擦系数与45＃钢/45＃钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20＃机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45＃钢的摩擦系数均比45＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

载荷对MoSi_2/Si_3N_4配对副高温磨损性能的影响

在XP-5高温摩擦磨损试验机上考察了MoSi2/Si3N4配对副在1 000 ℃、0.126 m/s滑动速度以及不同载荷条件下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对MoSi2/Si3N4配对副磨损表面进行了分析.结果表明:MoSi2/Si3N4配对副在1 000 ℃高温滑动时,MoSi2的摩擦因数随载荷的增大而降低,其磨损率则呈上升的趋势;随着载荷的增加,MoSi2的磨损机制依次表现为氧化、粘着、研磨和疲劳断裂.Si3N4盘的主要磨损形式为粘着和氧化,氧化增重引起其磨损率为负值.     

不同摩擦副中Si3N4陶瓷摩擦磨损特性研究

奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti是难切削材料之一。本研究采用一种销盘试验机,模似陶瓷刀具实际切削加工时使用状况,考察了Si_3N_4/不锈钢摩擦副的摩擦学性能,并着重考察了与不锈钢对磨时Si_3N_4陶瓷的磨损特性。作为比较,对Si_3N_4/45号钢摩擦副的摩擦磨损性能也进行了较为详细的考察。试验结果表明,相同试验条件下,Si_3N_4/不锈钢中Si_3N_4,陶瓷的磨损率比Si_3N_4/45~#钢摩擦副中Si_3N_4的磨损率约大2个数量级。润滑剂对两种摩擦副摩擦磨损性能的影响也有很大差别。借助扫描电镜,X光电子能谱,俄歇电子能谱等多种分析手段对Si_3N_4陶瓷的磨损机理进行了分析,并对两种摩擦副中Si_3N_4磨损率的差别作了讨论。     

用Al箔进行TiCp/Si3N4复相陶瓷的连接

用Ａｌ箔进行了ＴｉＣｐ／Ｓｉ３Ｎ４复相陶瓷的连接,用四点弯曲的方法测定不同连接工艺下的连接强度,并对接头界面进行ＳＥＭ,ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析,结果表明,由于陶瓷与钎料界面反应和界面残余应力的综合影响,随着钎焊温度和保温时间的增加,接头强度先增后降,微观分析表明,Ｓｉ３Ｎ４与Ａｌ的反应及Ｔｉ,Ｓｉ的界面扩散将影响接头的力学性能。     

Si_3N_4陶瓷材料的磨削试验研究

通过用树脂结合剂金刚石砂轮对Si3 N4陶瓷进行磨削试验 ,从磨削过程中的磨削力、磨削比能、磨削温度及磨削表面的微观形貌变化等方面 ,综合探讨Si3 N4材料的磨削加工机理。研究结果表明 :Si3 N4在磨削加工中在磨粒切深较大时主要以脆性断裂方式去除 ,其磨削温度与材料去除机理有着密切联系。     

高速深切磨削氮化硅陶瓷表面粗糙度的在线监测

从放在工件夹具上的声发射(AE)传感器测得的磨削加工中的AE信号中,提取有关磨削表面粗糙度的信息,用神经网络的方法对高速深切平面磨削工程陶瓷氮化硅工件表面粗糙度进行了在线连续监测.结果表明,该方法基本可行,通过进一步改进,可以用于磨削工程陶瓷工件表面粗糙度的在线监测,为磨削智能化打下基础.     

烧结助剂La2O3含量对热压烧结制备Si3N4-AlN复相陶瓷性能的影响

以Si3N4和AlN为原料,La2O3为烧结助剂,在氮气气氛和1 800℃、30 MPa压力下热压烧结保温1 h制备出了Si3N4-AlN复相陶瓷,研究了La2O3含量对复相陶瓷烧结性能、抗弯强度、热导率及介电损耗的影响.结果表明:随La2O3含量的增加,复相陶瓷的孔隙率先减小然后趋于稳定,Si3N4由α相向β相逐渐转...     

冷激合金铸铁气门挺杆表层组织对其耐磨性的影响

为了深入了解冷激合金铸铁气门挺杆的磨损规律,研究了冷激合金铸铁气门挺杆表层组织对耐磨性的影响.结果表明:当气门挺杆组织中的石墨以点状均匀分布,碳化物呈细小针状、块状,分布较为均匀时,耐磨性较好,磨损形式以划伤、点蚀为主;当气门挺杆组织中的石墨以片状均匀分布,碳化物呈粗大针状、块状,分布不均匀时,耐磨性较差,磨损形式以剥落为主.     

复合Si3N4刀具切削高锰钢时的磨损、破损机理

研究了复合Si3N4刀具切削难加工的高锰钢时的磨损、破损机理。通过试验测量了刀具后刀面磨损宽度分别与切削时间和切削速度的关系，用扫描电镜显微分析了复合Si3N4的磨损和破损形貌和元素变化。结果表明，随着切削时间的延长，Si3N4刀具表面依次出现积屑瘤、扩散磨损和机械、扩散、粘结复合型磨损形式；刀具的破损形式分别发生在高速切削初期的脆性断裂和长时间切削导致的热震破裂；刀具的最佳切削速度为60-70m/min。     

硬质合金刀具YT15切削铸铁MT-4的磨损研究

通过切削试验,研究了硬质合金刀具加工耐磨铸铁MT-4时刀具的磨损形态及磨损机理。对刀具磨损区微观形貌的检测分析结果表明:硬质合金刀具的磨损形态主要表现为前刀面磨损和后刀面磨损,造成刀具磨损的主要原因是粘结磨损和扩散、氧化磨损。