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     

3Al2O3.2SiO2f／Al—Si复合材料磨损机理

本文通过复合材料磨面，磨屑及亚表层的ＳＥＭ特征分析，研究了３Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２ｆ／Ａｌ－Ｓｉ复合材料的润滑衣干滑动磨损机理。润滑状态下复合材料的耐磨性大大优于Ａｌ－Ｓｉ合金，其磨损为纤维断裂与剥落及磨粒磨损；而复合材料在干滑动条件下的耐磨性反而稍差于Ａｌ－Ｓｉ合金，其磨损为粘着磨损，磨粒磨损和层离剥落。     

球墨铸铁与Al2O3陶瓷的滑动摩擦磨损

研究了球墨铸铁与Ａｌ２Ｏ３陶瓷配副在空气,蒸馏水,乳化液和油润滑条件下的摩擦磨损特性。结果表明,随着了,蒸馏水,乳化液和油润滑顺序,Ａｌ２Ｏ３陶瓷和铸铁副的摩擦系数及各自的磨损量都逐渐降低。     

Al2O3／TiB2／SiCW三元复合陶瓷材料的高温摩擦磨损特性研究

研究Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣＷ三元复合陶瓷材料与硬质合金往复滑动摩擦时，在不同气氛和温度条件下的摩擦磨损特性。结果表明，随温度和气氛不同材料的摩擦系数有着不贩变化规律。在高温空气空气气氛中摩擦时，ＳｉＣ晶须氧化生成的表面氧化膜可起到固体润滑剂的作用，能降低摩擦系数。由于ＳｉＣ晶须的氧化使得材料表面晶须的增韧补强作用削弱，因而加速了材料的磨损。通入氮气有利于减轻ＳｉＣ晶须的氧化，但由于硬质合金中     

结构陶瓷磨削力的实验研究

通过对３种典型结构陶瓷材料９Ｍｇ－ＰＳＺ，Ｓｉ３Ｎ４及Ａｌ２Ｏ３的磨削力实验，就结构陶瓷的磨削力、磨削力比，磨削比能及磨削力的频率特征进行研究，表明结构陶瓷的磨削力有独特的规律。     

刀具材料的回顾与展望（下）

３．陶瓷陶瓷刀具材料分为３类：１）氧化铝基陶瓷　一般在Ａｌ２Ｏ３基体中加入ＴｉＣ、ＷＣ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＯ２等成分,经热压制成复合陶瓷。硬度达ＨＲＡ９３～９５,抗弯强度达０．７～０．９ＧＰａ。为提高韧性,常添加少量的Ｃｏ、Ｎｉ等金属。２）氮化硅基陶瓷　常用的是Ｓｉ３Ｎ４＋ＴｉＣ＋Ｃｏ的氮化硅基复合陶瓷,其韧性常高于Ａｌ２Ｏ３基陶瓷,硬度相当。３）复合氮化硅—氧化铝陶瓷　其化学成分为Ｓｉ３Ｎ４７７％,Ａｌ２Ｏ３１３％,Ｙ２Ｏ３１０％,硬度可达ＨＶ１８００,抗弯强度可达１．２０ＧＰａ。这种陶瓷…     

日本钨公司开发新型陶瓷刀片

日本钨公司开发新型陶瓷刀片日本钨公司最近开发出一种新型刀片材料，通过在耐磨性和化学稳定性均很高的Ａｌ２Ｏ３中添加硅晶须和陶瓷弥散强化晶粒，从而得到一种与原陶瓷材料完全不同的高韧性材料。这种刀片的特点：①耐磨性与Ａｌ２Ｏ３近似，抗崩刃性与Ｓｉ３Ｎ４相近...     

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。     

Al_2O_3－SiC_w复合陶瓷的显微结构与增韧机理

用扫描和透射电镜研究了Ａｌ２Ｏ３－２４．８％ＳｉＣｗ复合陶瓷材料的成分与显微组织结构。结果表明，颗粒状的Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＣ晶须两种结构相互穿插，各相结合致密，晶须取向随机分布，其结构为１５Ｒ型，基体为六方晶型的α－Ａｌ２Ｏ３。某些晶须内部存有位错、孪晶或层错亚结构。该陶瓷的维氏硬度值为２４０２ＨＶ，断裂韧性ＫＩＣ为７．８９ＭＰａ·ｍ１／２。材料的良好韧性主要是晶须拔出和裂纹偏转效应共同作用的结果。     

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。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

一种Al2O3基陶瓷刀具的切削性能研究

采用热压工艺制备了一种Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具材料,对其进行了切削性能试验,分析了其切削磨损机理并比较了三种陶瓷刀具的切削性能。试验结果表明,在切削淬硬45^#钢和铸铁时,Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的耐磨性与Al2O3／TiC陶瓷刀具接近,但明显高于Al2O3／TiC／CaF2自润滑陶瓷刀具;Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的后刀面磨损量随切削速度和背吃刀量的增加而增大。SEM分析发现,在切削淬硬45^#钢和铸铁时Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具后刀面主要磨损形式为磨粒磨损。     

高水基液压阀陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO2与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料（ZrO2、Al2O3、Si3N4和SiC）分别与ZrO2配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明：在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al2O3陶瓷的摩擦因数最小;ZrO2、Al2O3和Si3N4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al2O3/ZrO2陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al2O3与ZrO2陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最低值,更适合作为高水基乳化液液压阀的摩擦副材料。     

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。     

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。     

润滑条件对Al2O3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。     

硬质合金刀具高能离子源增强多弧镀AlCrTiSiN梯度涂层制备及性能研究

采用离子源增强的多弧离子镀新技术,在硬质合金刀具表面制备了不同含Si层梯度结构的AlCrTiSiN梯度涂层,并对涂层组织结构、残余应力、结合强度、摩擦磨损以及铣削和钻削加工灰铸铁性能进行了详细的研究。结果表明：不同含Si层梯度结构的AlCrTiSiN涂层主要由固溶的(Al,Cr) N、(Al,Ti) N相和非晶态Si₃N₄相组成。其中,含Si层梯度变化最缓和的G3(Gradient 3)涂层具有较高的结合强度,较低的残余压应力、摩擦因数和磨损率。铣削和钻削试验显示,涂层刀具的切削磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损。G3涂层降低了磨粒磨损,其刀具的铣削和钻削寿命均最高,这主要得益于其含Si层的梯度设计、适当的压应力(-3.8 GPa)以及良好的膜基结合强度。研究结果表明,通过对含Si层进行梯度设计可显著提高涂层刀具的切削性能。     

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。