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。     

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.     

基于C17200与34CrNiMo6材料的摩擦磨损特性与数值模拟研究

目的 探究干摩擦下载荷与速度对于C17200与34CrNiMo6材料摩擦学特性的影响,以探寻C17200材料作为风力机制动闸片的可行性,开展考虑表面粗糙度和接触压力分布不均因素的磨损深度的数值模拟。方法 以C17200与34CrNiMo6材料组成销–盘摩擦副,基于风力发电机的制动工况,利用试验探究其摩擦学特性与磨损机理。在ABAQUS中建立三维销–盘平面/平面磨损模型,设置不同载荷与速度,基于销–盘摩擦副理论模型与UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格技术,对不同工况下的表面磨损深度进行数值计算,通过试验验证提出的理论模型的合理性。结果 在载荷为3 MPa时,随速度的增加,平均摩擦系数先减小、后增加,速度为125.664 mm/s时,平均摩擦系数取最小值0.575;在速度为62.832 mm/s时,随载荷的增大,平均摩擦系数近似线性增大。载荷为1.5MPa时,平均摩擦系数取最小值0.509。C17200与34CrNiMo6试样的磨损量随速度与载荷的增大而增大,但转速对于磨损量的影响更大。C17200与34CrNiMo6的磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。C17200材料磨损...     

载荷和摩擦速度对多元铜合金摩擦磨损性能的影响

利用MMU-200型摩擦磨损实验机研究了载荷和摩擦速度对多元铜合金与GCrl5钢对摩时摩擦磨损性能的影响,并用扫描电镜对磨损表面进行了分析.结果表明,多元铜合金的磨损质量损失随载荷和摩擦速度的增加而增大.而合金的摩擦系数则随载荷和摩擦速度的增加略有增大,但增加幅度不大.该铜合金的磨损形式主要是犁削磨损.在高速重载条件下粘着磨损加剧.     

高铝铜合金粗粉超音速等离子喷涂层的边界润滑摩擦特性

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备高铝铜合金粗粉涂层,对涂层进行边界润滑摩擦实验,分析涂层的摩擦磨损特征及表面元素的质量损失。结果发现:涂层的摩擦因数随外加载荷的增加呈逐渐下降趋势;尽管磨损量随载荷的增大逐渐增加,但磨损率呈下降趋势,表明随外加载荷的增加涂层耐磨性能逐渐增强。涂层在中低载荷下以磨粒磨损为主,当载荷达到高载荷540 N时,涂层由磨粒磨损向疲劳磨损转变,并在犁沟边缘发生疲劳磨损的同时表现出轻度的粘着磨损。边界润滑条件下,涂层元素的质量磨损主要表现为Cu元素的损失,磨粒磨损留下的犁沟为O元素进入摩擦界面提供通道,使涂层表面形成微氧化膜。     

准晶材料／DLC涂层的摩擦磨损特性

对准晶材料／DLC涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损特性进行了分析。分别就磨损载荷、摩擦速度、气氛、温度等因素对准晶材料摩擦磨损特性的影响进行了探讨;采用扫描电镜和X－射线衍射仪等对表面形貌进行了观察。结果表明,随着磨损载荷、摩擦速度的增加,摩擦因数有所减小。温度对准晶材料表面的摩擦因数影响明显比其它因素大;温度的增加明显提高其表面摩擦因数。准晶材料在350℃下的摩擦磨损机制为剥落磨损,明显不同于室温下的磨损机制。形貌观察表明,准晶材料磨擦表面均形成了不同程度的微裂纹。     

干摩擦下铸钢表面Ni/Al2O3渗层摩擦磨损性能研究

以铸渗工艺制备出的Ni/Al2O3复合功能渗层作为研究对象,采用MM-200摩擦磨损试验机,摩擦副采用GCr15钢环,在干摩擦条件下考察其摩擦磨损性能;使用扫描电子显微镜观察磨痕形貌.结果表明:Ni/Al2O3复合功能渗层的耐磨性能随氧化铝的加入量增加而增加,载荷和滑动线速度对复合渗层的摩擦磨损性能影响也很大,随载荷与滑动线速度的增加,其磨损率持续增加,而摩擦系数则随载荷增加逐渐降低.Ni/A12O3复合渗层的磨损机理主要为疲劳磨损、脆性断裂和磨粒磨损.     

MoSi2对CoCrNiW合金干摩擦磨损性能的影响研究

目的 系统研究MoSi2含量对Co基合金干摩擦磨损性能的影响,以开发摩擦学性能优异的CoCrNiW基复合材料。方法 利用热压烧结技术,设计制备CoCrNiW-MoSi2(质量分数分别为0%、3%、7 %、11%)抗磨复合材料。采用往复式球–盘摩擦磨损试验机,研究不同载荷和滑动速度对复合材料干摩擦磨损性能的影响,进一步优化MoSi2的含量。采用XRD、SEM、EDS等技术分析材料的物相组成、微观结构及磨损形貌。结果 MoSi2的添加有效提高了材料的硬度及致密度,MoSi2质量分数为7%的试样,硬度为386HV。复合材料的物相包括γ–fcc、ε-hcp、MoSi2、CrSi2、Mo1.24Ni0.76、MoSi2.43W0.211相。摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,磨损率随载荷的增加而增大,随滑动速度的增加而减小。硅化物硬质颗粒起到了弥散强化作用,提高了磨损表面的承载能力。其中,添加7%和11% MoSi2的试样,磨损率较低且接近,高载和高速下,磨损率较未添加试样分别下降约31.3%和25.5%。适当含量的MoSi2具有一定的减摩性,添加7% MoSi2的试样,摩擦系数始终最低,变化范围为0.24~0.53。结论 CoCrNiW-7wt.% MoSi2表现出了最佳的摩擦学性能,其磨损机理在高载条件下主要为磨粒磨损,在高速条件下主要为磨粒磨损和轻微氧化磨损。     

一种船用低温钢板在干态室温下的往复摩擦特性研究

目的研究新型船用低温钢板的摩擦磨损性能。方法采用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,测试了船用低温钢板在室温干态环境、不同载荷(10、20、30 N)、不同频率(2、5 Hz)下的往复摩擦试验行为。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析了船用低温钢板的磨痕表面形貌,用光学轮廓仪分析了磨损表面轮廓,用EDS对试样磨损表面进行了成分分析。结果随着试验法向载荷从10 N增加到30 N时,船用低温钢板的摩擦系数从0.51逐渐增加到0.63,磨损率先增加后降低,再逐渐增加。在相同载荷下,摩擦系数随着往复频率的提高而降低。载荷为30 N时,往复频率为5 Hz,摩擦2 h后,磨损断面轮廓宽度和深度分别为750μm和3871 nm。接触面从磨粒磨损转向疲劳磨损,接触面出现氧化层、表面硬化层和转移层。结论载荷较低时,船用低温钢磨损主要为氧化磨损和疲劳磨损;载荷增大时,接触面磨损出现疲劳磨损。同等载荷下,摩擦系数会随着移动速度的提高有所下降,接触面在摩擦热作用下形成的金属膜有助于降低表面粗糙度,减小摩擦系数。     

AS41耐热镁合金的摩擦学行为研究

研究了AS41耐热镁合金在室温和200℃时的显微组织、力学和摩擦学性能,探讨了其在高温的摩擦学机制。研究表明:AS41镁合金主要由基体(α-Mg相)和第二相(Mg17Al12、Mg2Si和MgO相)组成,在200℃时除伸长率有所增加外,抗拉强度和屈服强度均较室温时显著下降。AS41镁合金的摩擦因数随载荷增大而减小,滑行速度和滑行距离对摩擦因数影响不大;磨损率随着载荷和滑行距离的增加而增大,但随滑行速度的增加而减小;AS41镁合金在200℃的摩擦学性能优于其室温的。随着载荷变化,磨损机制发生变化;低载荷时表现为氧化磨损和磨粒磨损;中等载荷时表现为磨粒磨损和轻微剥层磨损;较高载荷时表现为剥层磨损。     

载荷和滑动速度对块体镁基非晶合金干摩擦性能的影响

目的以制备的Mg_(59.5)Cu_(22.9)Ag_(6.6)Gd_(11)块体镁基非晶合金为基础,探索法向载荷和滑动速度影响镁基非晶合金干摩擦行为的规律和机制,为进一步研究镁基非晶合金提供实验依据。方法采用UMT-2多功能摩擦磨损机,改变法向载荷和滑动速度的大小,进行摩擦磨损实验。通过白光干涉轮廓仪测出磨损轨迹的宽度和深度,再根据公式计算出磨损体积和磨损率。利用扫描电镜和EDS能谱分析磨损轨迹,揭示非晶合金的磨损机制。结果随着载荷的增加,磨损率先减小后稳定,摩擦系数略有减小。随着滑动速度的增加,磨损率先减小后增大,在相对滑动速度为120 mm/s时出现最小值。载荷小于20 N时,磨痕表面布满犁沟和小颗粒状磨屑;载荷大于20 N时,磨痕表面出现层叠状非均匀塑性变形层,对磨球表面转移膜粘连明显。滑动速度低时,磨痕表面布满犁沟,随着速度的增加,先是软化均匀流变,接着出现熔化、剥落。结论块体非晶镁基合金在低载荷下以磨粒磨损为主,还伴随着氧化、少量的粘着;载荷大于20 N时,变为粘着磨损为主。低滑动速度下以磨粒磨损为主,当滑动速度为180 mm/s时,试样表面熔化失效,磨损方式为剥落和磨粒磨损的综合。     

T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金干滑动摩擦磨损性能的研究

利用UMT-2 型摩擦磨损试验机研究了T6态Al-10Si-5Cu-0.75Mg 合金的干滑动摩擦磨损性能,采取SEM、XRD、EDS等方法分析了合金在不同转速和载荷下的摩擦磨损行为。结果表明：合金的磨损率随转速和载荷的增加而增大,但在800 r/min的高转速下仍具有良好的耐磨性,15N高载荷时的磨损率相对于5N低载荷时只增加了291%,属于轻微磨损;摩擦系数的平均值在0.35-0.40范围内变化,且随时间的变化不大,具有较高的稳定性;另外,磨损机制由低速轻载时的磨粒磨损、粘着磨损向高速重载时的剥层磨损、氧化磨损转变。     

Friction and wear behavior of the PVD (Zr,Ti)N coated cemented carbide against 40Cr hardened steel

(Zr,Ti)N hard coatings were deposited on WC/TiC/Co cemented carbide by multi arc ion plating. Friction and wear behavior of the (Zr,Ti)N coatings against 40Cr hardened steel were evaluated using a ball-on-disk tribometer. The friction coefficients and wear rates were measured with varying applied loads and sliding speeds. The results showed that the friction coefficient increased with the increase of the applied load, and decreased with the increase of sliding speed. The wear rate decreased with both increasing applied load and sliding speed. The wear mechanism of the coatings at low friction loads was mild abrasive wear and flake while brittle fracture and flake at high applied loads. The wear mode of the (Zr,Ti)N coatings changed from adhesive wear and brittle fracture to mild abrasive wear as the sliding speed increased. The EGC coating which presents a graded distribution of coefficient of thermal expansion shows best wear resistant properties, in particular at high load and sliding speed conditions. Cracks, flakes and delamination fracture of the coatings were observed. The major failure mechanisms of the coatings are flaking and delamination.     

超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层与电镀硬铬在盐雾气氛下的腐蚀-磨损机制研究

航空和海洋工程的关键部件在遭受磨损的同时受到海洋苛刻气氛的腐蚀破坏,而采用超音速火焰喷涂（HVOF）金属陶瓷涂层已成为一种新兴防护技术。为考察碳化物类金属陶瓷涂层的在海洋气氛下的抗腐蚀与抗磨损性能,采用超音速火焰喷涂技术制备了WC-10Co4Cr和Cr3C2-NiCr两种典型的金属陶瓷涂层,采用自制的盐雾喷射腐蚀-磨损装置,研究涂层的腐蚀-磨损行为,同时与传统的硬铬镀层作对比,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)等表征试样的腐蚀磨损形貌特征。结果显示,在干燥大气环境下铬镀层主要表现为黏着-磨损机制,Cr3C2-NiCr涂层同时表现出黏着-磨损与磨粒-磨损机制,而WC-10Co4Cr则表现为单纯的磨粒-磨损。施加盐雾气氛后,试样表面形成有液态膜,摩擦系数与磨损量均有所下降。盐雾气氛下增大摩擦副的载荷压力,Cr3C2-NiCr涂层的磨损量增加很快,而WC-10Co4Cr涂层的磨损机制发生转变,磨损量出现不增反降现象。     

T6态Al-20Si-5Cu合金干滑动摩擦磨损特性研究

以T6态Al-20Si-5Cu合金为研究对象,采用UMT-2型摩擦磨损试验机研究材料的摩擦磨损性能,并用SEM、EDS、奥林巴斯激光共焦扫描显微镜OLS4000分析材料的常温摩擦磨损行为。结果表明:Al-20Si-5Cu合金的磨损率随着附加载荷的增加而增大,但在高载荷下磨损率仍然很小,表现出了良好的耐磨性;摩擦系数平均值在0.38~0.42范围内变化,且在磨损过程中随时间的变化不大,表现出了较强的稳定性;同时,随着载荷的增大,材料的磨损机制发生改变,由低载荷的氧化磨损、磨粒磨损转变为疲劳磨损。     

重型车辆发动机电镀Cr活塞环的摩擦学性能

利用SRV试验机模拟重型车辆发动机电镀Cr活塞环/缸套摩擦副的工作状态,测试了不同条件下摩擦副的摩擦因数和磨损量.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了磨痕形貌和表面化学成分,研究了电镀Cr活塞环的磨损机制.结果表明,随载荷的增加,摩擦副的摩擦因数减小,总失重量增加.随滑动频率的增加,摩擦副的摩擦因数减小,总失重量先减小后增加,滑动频率为20 Hz时,总失重量达到最小值.随温度的升高,摩擦副的摩擦因数增大,总失重量增加.活塞环和缸套的磨损机理以磨粒磨损为主,在高载荷,高频率或高温条件下,活塞环的磨损机理转变为磨粒磨损和黏着磨损.     

粉煤灰/铝-镁合金复合材料的微观组织及摩擦磨损性能

采用粉末冶金法制得粉煤灰/Al-25%Mg复合材料,研究不同粉煤灰含量对复合材料微观组织、硬度和摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面形貌,并对其磨损机制进行探讨。结果表明:随着粉煤灰含量的增加,复合材料的硬度呈现先增大而后减小的趋势;在较低粉煤灰含量和较低载荷下,该复合材料的摩擦因数均低于基体铝合金的,并且随粉煤灰含量的增加复合材料的耐磨性有所提高,复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损;在较高粉煤灰含量和较高载荷下,该复合材料的磨损机制转化为以剥层磨损和磨粒磨损为主。     

Ti6Al4V合金干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用

目的分析Ti6Al4V合金在不同滑动速度下的干滑动磨损行为及磨损特征,研究钛合金的磨损机理,并探讨干滑动磨损过程中摩擦层及摩擦氧化物的作用。方法采用销盘式摩擦磨损试验机,对Ti6Al4V合金在不同滑动速度下进行干滑动磨损实验。采用磨损率和摩擦系数表征钛合金的磨损行为,采用SEM、EDS及XRD分析磨损表面及摩擦层的形貌及成分,采用数字显微硬度仪表征摩擦层的力学性能。结果滑动速度在0.5～4 m/s范围内变化,Ti6Al4V合金的磨损率发生显著变化,尤其是在高载条件下。0.5～1.5 m/s速度范围内,磨损率较低,2.68m/s速度下,磨损率达到最高值,4m/s速度下,磨损率达到最低值。0.75m/s速度下,粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机理,氧化磨损为次要磨损机理;2.68 m/s和4 m/s速度下的磨损机理分别为剥层磨损和氧化轻微磨损。2.68m/s速度下的高磨损率与硬度较低的无氧化物摩擦层对应,而4 m/s速度下的低磨损率与高硬度的多氧化物摩擦层对应。结论试验条件改变,Ti6Al4V合金的磨损行为及磨损机理发生变化。不同试验条件下的磨损行为与不同的摩擦层特征相对应,当摩擦层中包含一定量的摩擦氧化物时,这种陶瓷性的摩擦层具有比基体更高的硬度,能有效保护基体,降低磨损率。