两种不同气氛下钢铜摩擦副摩擦磨损特性研究

利用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机,研究了氧气和二氧化碳两种气氛下CrNiMo钢/H96黄铜配副的干滑动摩擦磨损特性,并分析了其磨损机理。结果表明:摩擦系数随载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷和速度的增加而增加,在改变速度与载荷的过程中,存在着摩擦磨损机制的转变,氧气气氛下,CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为氧化磨损、磨粒磨损;二氧化碳气氛下,CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损、粘着磨损。     

两种不同气氛下钢铜摩擦副摩擦磨损特性研究

利用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机，研究了氧气和二氧化碳两种气氛下CrNiMo钢／H96黄铜配副的干滑动摩擦磨损特性，并分析了其磨损机理。结果表明：摩擦系数随载荷和速度的增加而减小：磨损率随着载荷和速度的增加而增加，在改变速度与载荷的过程中，存在着摩擦磨损机制的转变，氧气气氛下，CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为氧化磨损、磨粒磨损；二氧化碳气氛下，CrNiMo钢材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损、粘着磨损。     

高强韧耐磨钢磨损性能的研究

对高强韧耐磨钢优化成分和热处理工艺后,在MMS-1G高温高速销盘摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损性能试验,运用JSM-5610LV扫描电镜分析磨损形貌与速率以及载荷之间的关系和规律.结果表明:在一定载荷(40N)作用下,随摩擦速度的提高,转速对销试样的磨损量影响不大,磨损最先增大后减小;在一定摩擦速度(50m/s)作用下.随载荷的增加,磨损量明显增大.     

一种新型导轮材料高速摩擦磨损性能的研究

使用MMS-1G高速销盘摩擦磨损实验机,以一种正在开发的导轮材料为研究对象,通过自定的试验方案,考察了该材料在不同载荷和不同速度条件下的摩擦磨损性能.结果表明:材料的磨损率随载荷的增加和磨损速度的增大而逐渐增大;摩擦系数随载荷的增加和磨损速度的增大逐渐降低;在试验条件下,磨损机制是磨粒磨损和疲劳磨损,随载荷和磨损速度的增大,磨损机制有从磨粒磨损过渡到疲劳磨损的趋势.     

45钢干摩擦三维表面形貌特征研究

利用HST-100销-盘式摩擦磨损试验机考察干摩擦条件下45钢销试样的摩擦学性能,采用nanofocus三维表面轮廓测定仪检测其磨损表面形貌.研究表明,摩擦系数和表面高度偏差随滑动速度和载荷的变化存在一定的相关性,但二者随速度变化的相关性更强;陡峭度与复杂条件下摩擦系数呈线性变化,摩擦系数越大,陡峭度越大,尖峰宽度越小.     

高强韧耐磨铸钢摩擦磨损行为研究

高强韧耐磨铸钢经930℃×2h淬火(油淬)+240℃×2h回火+240℃×2h二次回火后,具有较高的强韧性,硬度≥54HRC,冲击韧度≥43J/cm2,组织为回火马氏体+少量的残余奥氏体。对热处理工艺优化后的耐磨钢在MMS-1G高温高速销盘摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损性能研究,运用JSN-5610V扫描电镜分析磨损形貌。结果表明:在一定摩擦速度(50m/s)下,随着载荷的增加,磨损量明显增大,摩擦系数不断减少,表明载荷作用是影响试样钢磨损量的一个重要因素;在一定载荷(40N)作用下,磨损量随摩擦转速的提高先增大后减小,磨损转速在低载荷作用时对材料的磨损量影响不大。     

A356/SiC_P与列车实用中的有机闸片的滑动摩擦磨损特性

以铝基复合材料作为列车制动盘材料的实用化为目的,选用A356/SiC 20%(体积分数,下同)复合材料和AISI D2工具钢为摩擦材料,以中速列车实用中的有机闸片为对偶材料,进行对比干摩擦磨损试验,并分析比较了磨损特性.结果表明:铝基复合材料在小于200 N(3.98 MPa)的低载荷下,只存在轻微的氧化磨损,耐磨性比实用中的铁合金材料更好;而超过该载荷时,开始发生磨削磨损,磨损量逐步超过铁合金材料,当载荷达到400 N(7.96 MPa)时,由于严重的磨削磨损,磨损量剧增.而铁合金材料则随载荷和滑动速度增加,磨损率缓慢增加;磨损过程中的复合材料的摩擦系数平均值与载荷、滑动速度无关,始终保持0.3～0.4,同时随磨损距离的波动也非常小,而工具钢的摩擦系数平均值则对试验参数的敏感度相对大些,且摩擦系数平均值也比复合材料略小,即摩擦系数方面复合材料具有更好的特性.     

稀土改性树脂基制动材料在不同工况下的摩擦学性能

基于不同工况下,研究稀土改性对陶瓷纤维增强树脂基制动材料的摩擦学性能的影响。研究结果表明,稀土的加入可有效提高制动材料在不同工况下的摩擦磨损性能;稀土改性试样在干摩擦条件下,摩擦因数大体上随着载荷的增加而减小,随速度的增加而增大,试样磨损量随着载荷与速度的增加而增大;水润滑情况下,摩擦因数随速度与载荷变化规律大体与干摩擦条件下相反,而试样磨损量随着载荷与速度变化不明显;稀土的加入可提高制动材料在雨涉水情况下的制动稳定性;随着工况条件的变化,磨损形式的主次会变化不同,一种磨损发生后往往诱发其他形式的磨损,进而影响制动材料的摩擦磨损性能。     

碳/铜载流滑动摩擦过程中摩擦学与电弧行为

在先进的多功能摩擦磨损试验机上,对碳刷/铜环在有、无电流条件下的滑动摩擦学行为进行研究,并对电弧行为进行分析。结果表明：法向载荷是载流摩擦过程中电弧产生的主要控制因素之一;电弧强度随法向载荷的降低而增强,随电流的增大而增强;摩擦过程的不稳定和摩擦系数的波动强烈地依赖于电弧;碳刷的磨损量和磨损机制受电弧影响显著;当没有电弧产生时,在有、无电流条件下碳刷的磨损量没有显著差别,此时,碳刷磨损机理主要是机械磨损;当有电弧产生时,载流条件下碳刷的磨损量远高于无电流实验的,并随着电流的增大和法向载荷的降低而迅速增大,磨损机理主要是电弧烧蚀和粘着磨损,并伴有一定的材料转移。     

CuAlBi合金摩擦磨损性能的研究

采用MMU-5G摩擦磨损试验机测试了QuAlBi合金在不同载荷和摩擦速度下摩擦系数的变化规律，并测出各对应条件下的磨损量。结果表明：合金的摩擦系数随载荷的增加先减小再增大，随着速度的增加而减小；其磨损量随速度、载荷的增加而增大。犁沟是主要的磨损失效形式。     

铜铬触头材料的摩擦磨损性能

分别采用熔渗法和混粉压烧法制备技术生产出2种铜铬触头材料,其含铜量均为48%~52%,余量为铬。利用销盘式摩擦磨损实验机对这2种技术制备的铜铬材料的摩擦磨损性能进行了比较研究。结果表明:在本实验条件下,同一载荷稳定状态时2种铜铬触头材料的摩擦系数基本相当,约在0.32~0.36之间;随着载荷的增加其摩擦系数略有增加;磨损质量损失随载荷的增加而增大,低载荷时,混粉法制备的铜铬合金具有较低的磨损率,高载荷时熔渗法具有较低的磨损率;低载荷时2种铜铬合金的磨损破坏机制都以粘着和微切削机理为主,高载荷时以磨损表面的片状或颗粒簇剥落为主。     

阿拉尔耕地沙土与65Mn摩擦行为的研究

目的 探究阿拉尔耕地沙土与65Mn的摩擦学行为,为高速犁结构设计、优化和材料选择提供理论基础。方法 采用摩擦磨损试验机,选择土壤含水率、平均粒径、载荷、转速和摩擦时间等5个参数进行单因素多水平试验,研究沙土对65Mn的摩擦行为,并对各因素水平下金属磨损形貌进行分析。结果 随着含水率的增加,土壤黏附力和润滑水膜的厚度增大,摩擦因数减小,磨损量呈二阶抛物线规律;随着平均粒径的增加,微观接触面积减小,摩擦因数、磨损量与粒径呈负相关;随着载荷的增加,磨料挤压嵌入金属表面,使得微观切削量增加,摩擦因数呈小幅上升趋势,磨损量呈大幅上升趋势;随着转速的增加,摩擦因数、磨损量变化较缓和;随着摩擦时间的增加,因热量的累积,摩擦因数和磨损量呈上升趋势,土壤与金属的摩擦逐渐演变为土壤之间的摩擦。分析磨损形貌发现,65Mn金属磨损表面始终伴随着磨料磨损造成的犁沟、疲劳和剥落,还发现了腐蚀磨损造成的裂纹,表面金属材料被腐蚀成金属盐结晶体,2种形式的磨损交互影响,加剧了65Mn的磨损。结论 方差分析表明,与土壤含水率、载荷、转速相比,平均粒径和摩擦时间对沙土与65Mn的摩擦因数的影响较大,平均粒径对65Mn的磨损的影响最大。     

缸套-活塞环织构化耦合机理及减摩性能研究

目的在工况恶劣的船舶柴油机中,运用表面织构技术提高缸套-活塞环的表面摩擦性能。方法选用实船上的两种缸套-活塞环材料M与W,加工成销盘样式,利用激光打标机在活塞环销上加工圆形凹坑织构,在缸套盘上加工沟槽织构。将未织构化缸套和活塞环与织构化缸套和活塞环互相配对,在RTEC多功能摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验。从摩擦系数、磨损量、磨损形貌、能谱等方面,进行光滑、单一织构与耦合织构减摩性能的对比分析。结果相比于未织构与单一织构化表面,两种材料的耦合织构均拥有最低的摩擦系数,其中M材料的减摩性能最高增强21.52%,W材料最高增强27.29%。耦合织构还拥有最低的磨损量,使M、W材料的抗磨损能力分别提高81.10%、36.14%。耦合织构能显著降低M、W材料磨损后的表面粗糙度,并提升其润滑油滞留能力。织构内部与接触面的Fe、C分布呈现区域性,在缸套表面磨痕处发现少量Cu元素。结论沟槽与凹坑织构的耦合作用能有效增强油膜的形成与稳定能力,沟槽与凹坑织构可储存磨屑,提升磨屑捕集效率,防止磨屑持续划伤表面。缸套材料中的Cu与耦合织构协同作用,吸附在表面磨痕处,形成软膜,提高承载能力,降低磨损与粗糙度。     

MoS2薄膜摩擦因数和磨损量的数学模型

目的 构建MoS₂薄膜的摩擦因数模型和磨损模型,预测其磨损体积。方法 通过球-盘摩擦磨损实验,研究法向载荷和滑动速度对MoS₂薄膜摩擦因数的影响规律,其中最大接触压强范围为441.08～1393.82MPa,滑动速度为0.05～0.628m/s。利用场发射扫描电子显微镜（SEM）和白光共聚焦显微镜分析MoS₂薄膜的磨损形貌。结果 基于赫兹接触理论,建立了MoS₂薄膜摩擦因数与法向载荷和滑动速度的数学模型。预测结果与实测结果之间的最大相对误差为12.02%,其余预测结果的相对误差均小于10%。从摩擦耗散能的角度,研究发现MoS₂薄膜的磨损体积与摩擦耗能之间呈显著的线性关系,结合新的摩擦因数模型,提出了MoS₂薄膜的磨损模型。此磨损模型是法向载荷、滑动速度和摩擦时间的函数关系式,其相对误差绝对值的平均值为10.81%。与传统Archard模型的结果进行比较发现,新的磨损模型的相对误差较小。通过分析MoS₂薄膜的磨损机理,探讨了磨损模型产生...     

微织构对铜基自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响

目的 针对活塞环在高温高压、循环往复的惯性力等工况下与气缸极易磨损的问题,以栓盘模型为试验对象,研究圆形微织构对铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能,以期提高两者的耐磨损性能。明确微织构在不同工况下与复合材料摩擦磨损行为之间的联系,建立表面微织构设计准则。方法 采用CT-MF20型光纤雕刻激光打标机在45#钢表面加工制备出直径为0.2 mm的圆形微织构,并通过栓-盘形式在HT-1000型摩擦磨损试验机上对圆形织构化45#钢进行摩擦性能试验,考察圆形微织构在不同载荷(2、10、20 N)及不同滑动距离(1.88 m和18.84 m)下的摩擦磨损情况,而且借助扫描电子显微镜(SEM)分析摩擦表面的显微结构和形貌,通过能谱仪(EDS)结果分析摩擦表面元素积累情况。此外,为了与之形成对比每组均设有无织构的45#钢试验。结果 在摩擦试验中,载荷为20 N、滑动距离为18.84 m时圆形织构的摩擦磨损性能最优,平均摩擦因数降幅随着滑动距离的增加从11%增加到23.5%,同时栓和盘表面形貌磨损也明显比其他条件的试件要小。在EDS结果中发现圆形织构表面的氧元素更多,集中分布在织构里。结论 当载荷为20 N、滑动距离为18.84 m时,圆形织构的减摩效果最好,摩擦因数稳定,栓盘磨损表面变得光滑,这归因于圆形织构盘表面棘轮效应明显,并形成连续稳定的转移润滑膜,从而减小磨损。     

SiCp/A356复合材料高温干滑动摩擦磨损特性研究

借助UMT-2型摩擦磨损试验机详细研究了转速对 SiCp/A356复合材料干滑动摩擦磨损特性的影响,并用SEM、EDS和奥林巴斯激光共焦扫描显微镜观察并分析了其高温摩擦磨损行为。结果表明：铸态材料的磨损率增加幅度和摩擦系数曲线波动较大;T6态材料的磨损率增加幅度和摩擦系数曲线波动较小,表现出优异的摩擦性能。铸态材料的磨损机理主要由低转速时的氧化磨损和剥离磨损转变为高转速时的粘着磨损,而T6态材料主要由低转速时的氧化磨损转变为高转速时的剥离磨损和磨粒磨损。高转速区时,铸态材料的磨损断面中出现裂纹,而T6态材料只是存在简单的磨削痕迹和颗粒脱落现象,热处理后复合材料的高温耐磨性能明显提高。     

添加微量SiC和石墨对Cu-Cr-Zr-Ag-Nb合金耐磨性的影响

采用真空感应熔炼和铸造的方式制备Cu-0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb基体材料与Cu0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb-1SiC-0.5Gr(石墨)复合材料。利用金相显微镜、环境扫描电子显微镜和HT-1000型摩擦磨损试验机,对比分析了基体材料和复合材料的显微组织、基体材料和复合材料在不同载荷或不同摩擦速度下的摩擦系数和磨损率的变化规律。结果表明,Cu-CrZr-Ag-Nb基体材料组织为α-Cu基固溶体相和少量Cr相以及Cu₃Cr相,Cu-Cr-Zr-Ag-Nb-SiC-Gr复合材料的微观组织除上述三相外,在α-Cu基体上还弥散分布着SiC颗粒;摩擦磨损试验显示,随载荷与摩擦速度的变化,复合材料的摩擦系数与磨损率均低于基体材料,这是由于微量SiC的加入使摩擦过程中复合材料相较基体材料具有更多的承载荷相,可显著降低材料的磨损率,微量石墨的加入使摩擦过程中复合材料相较基体材料摩擦面被填充得更加平滑,可显著降低材料的摩擦系数。     

The effect of sliding speed and amount of loading on friction and wear behavior of Cu–0.65 wt.%Cr alloy

Friction and wear behavior of a peak aged Cu–0.65 wt.%Cr alloy was investigated. The friction and wear experiments were run under ambient conditions with a pin-on-disk tribometer. Experiments were performed using various applied normal loads and sliding velocities. The tribological behavior of the studied alloy was discussed in terms of friction coefficient, wear loss and wear mechanism.Friction coefficient and wear loss have shown large sensitivity to the applied normal load and the sliding velocity. At the sliding velocity of 0.3 m/s weight loss increased from 6.9 to 51 mg by increasing the normal load from 20 to 40 N. At higher sliding velocity minimum weight loss is achieved at 60 N normal load. So it can be seen that with increasing normal load wear rate decreases due to the formation of a continuous tribofilm which consists of Fe–Cu intermetallic. Varying of friction coefficients in different conditions of normal load and sliding velocity is correlated to the wear behavior.The analysis of worn surfaces by XRD and SEM showed that an increase in normal load and sliding velocity creates an intermetallic wear-induced layer, which modifies the wear behavior of the alloy. The XRD result indicates that new phase of Cu_9.9Fe_0.1 is generated on worn surfaces of the pin specimens during the wear tests. There is a significant correlation between the micrograph of worn surfaces and the wear rate of specimens.