激光熔覆仿生非光滑表面磨粒磨损性能的研究EI北大核心CSCD

以鲨鱼盾鳞表面非光滑形态为模型,制备了由镍基合金粉末熔覆层和45钢基体构成的起伏型、平面型仿生非光滑试样,并进行磨粒磨损实验和磨痕观察,分析磨损机理。结果表明:平面型涂层耐磨性明显优于起伏型涂层;设计和制备耐磨性良好涂层的判据是几何硬化率(GHR)不小于50%。起伏型涂层的磨损机理:硬化带表面自身非光滑磨损机制与磨头对硬化带的冲击磨损机制共同作用。平面型涂层的磨损机理:硬化带表面自身非光滑磨损机制与表面几何形貌非光滑磨损机制相结合。     

仿生非光滑表面对对磨副的损伤机理研究

利用激光处理技术在灰铸铁表面加工了4种具有非光滑形态的试样,对比研究非光滑形态对对磨副的影响规律。结果表明:非光滑表面对对磨副的损伤机理与光滑试样不同,为非光滑表面凸起对对磨副的微观切削作用。非光滑表面对磨副的磨损质量均远大于未处理试样的对磨副,以对磨副磨损质量为评价指标,条状、环状、点状和网状对对磨副的损伤作用依次减小,损伤最小的网状对磨副其质量损失仅为等面积比下的条状对磨副的55.66%,在相同的单元体面积比和几乎相同的显微硬度条件下,通过调整单元体的形态可以有效地减轻对对磨副的损伤作用。这是由于不同形态的非光滑表面在磨损过程中的载荷分配机制不同。     

激光处理非光滑凹坑表面耐磨试验的均匀设计研究

本文采用试验优化技术中的均匀设计方法，实施了影响凹坑非光滑表面耐磨性的多因素复杂试验。通过用统计分析软件SPSS（Statistical Package for the Social Sicence)处理试验数据，得出了激光处理仿生非光滑凹坑表面耐磨的多因素回归方程，发现速度、负荷、时间的凹坑圆周方向的距离对耐磨性有显著影响，凹坑轴向之间的距离对耐磨性影响不大。     

激光处理非光滑凹坑表面耐磨试验的均匀设计研究

本文采用试验优化技术中的均匀设计方法 ,实施了影响凹坑非光滑表面耐磨性的多因素复杂试验。通过用统计分析软件SPSS(StatisticalPackagefortheSocialSicence)处理试验数据 ,得出了激光处理仿生非光滑凹坑表面耐磨的多因素回归方程 ,发现速度、负荷、时间的凹坑圆周方向的距离对耐磨性有显著影响 ,凹坑轴向之间的距离对耐磨性影响不大     

环模材料抗植物磨料磨损激光淬火工艺参数优化

为了探索提高环模材料抗植物磨料磨损的表面强化工艺,对环模常用材料45#钢进行激光淬火处理,通过磨料磨损试验,利用正交试验设计,探讨了不同激光淬火工艺参数对材料耐磨性的影响。试验数据分析显示:3个工艺参数对磨损量影响大小顺序为激光功率、扫描速度和光斑直径,耐磨性的最优参数组合为激光功率2050W、扫描速度20mm/s、光斑直径4mm。植物磨料对未经激光淬火的45#钢的磨损机制主要为显微切削+粘着磨损,激光淬火后的45#钢磨损机制主要为机械抛光+显微切削,且其表面犁削深度较之未经激光淬火处理的试件明显浅而窄。     

抛光液酸碱度对超光滑表面质量影响的研究

为揭示抛光液酸碱度对超光滑表面的影响,采用浓度均为10%的酸性和碱性溶液对K9玻璃表面进行腐蚀.通过研究试件的粗糙度、硬度等参数发现不同酸碱度抛光液对试件腐蚀时间相同,但对试件表面质量影响不同.试验结果表明:抛光液酸碱度对超光滑表面质量的影响非常显著,进而提出抛光液酸碱度工艺参数指标:采用弱碱性抛光溶液更容易得到高质量的超光滑表面.     

Al2O3颗粒/耐热钢复合材料的制备及高温磨料磨损性能

氧化铝与耐热钢在高温下都具有优异的特殊性能,氧化铝硬度高、热稳定性好、耐热钢的抗氧化性与热强性高,因此氧化铝颗粒增强耐热钢基复合材料可望获得好的抗高温磨料磨损性能。在154~200 μm的氧化铝颗粒表面通过化学气相沉积技术获得Ni涂层后,通过在氧化铝颗粒中加入耐热钢颗粒的方法与负压铸渗技术,获得了氧化铝颗粒体积分数在18 %~52 %的氧化铝颗粒/耐热钢基复合材料,并考察了其在900℃的磨料磨损工况下的耐磨性。结果表明:所有复合材料的耐磨性均比耐热钢的好,耐磨性最好的复合材料是氧化铝颗粒体积分数为39 %的复合材料,其耐磨性是耐热钢的3.27倍。通过扫描电镜分析了复合材料的磨损机理及不同氧化铝颗粒体积分数复合材料的磨损行为。      

仿生非光滑表面45#钢模具的热疲劳性能

利用动物体表仿生学原理制备45#钢模具非光滑表面试样,通过自约束冷热疲劳试验方法,对比研究了光滑与非光滑试样的热疲劳特性,观察分析了热疲劳裂纹在仿生非光滑表面上扩展的形貌和内部机理.结果表明,非光滑单元体对热疲劳裂纹有阻断作用,仿生非光滑表面使模具的热疲劳抗力显著提高,模具表面的热疲劳性能在非光滑单元体的某一密度范围内达到最佳状态.在细晶强化、合金强化等强化机制下,由仿生非光滑单元体构筑的"桩钉"效应是导致模具抗热疲劳性提高的主要原因.     

硬质膜层耐磨性测试与表征

比较了测试硬质膜层耐磨性方法(如球-盘磨损试验方法、往复滑动磨损试验法、单向滑动磨损试验法)的各自特点和局限.从摩擦系数、磨损量及磨损机制方面对硬质膜层的耐磨性进行了详细讨论.指出,膜层的摩擦系数与试验参数(载荷、转速、温度等)之间并非简单的线性关系;与磨痕法相比,称重法在磨损量测量方面具有更高的精确度和更广泛的应用;硬质膜的磨损机理可以通过磨损后表面形貌、表面成分并结合摩擦系数和磨损量的变化规律综合分析得出.     

硬质膜层耐磨性测试与表征

比较了测试硬质膜层耐磨性方法(如球一盘磨损试验方法、往复滑动磨损试验法、单向滑动磨损试验法)的各自特点和局限.从摩擦系数、磨损量及磨损机制方面对硬质膜层的耐磨性进行了详细讨论.指出,膜层的摩擦系数与试验参数(载荷、转速、温度等)之间并非简单的线性关系;与磨痕法相比,称重法在磨损量测量方面具有更高的精确度和更广泛的应用;硬质膜的磨损机理可以通过磨损后表面形貌、表面成分并结合摩擦系数和磨损量的变化规律综合分析得出.     

n—SiC在聚四氟乙烯（PTFE）复合材料中的行为研究

质量分数为3．0%的n-SiC的多元聚四氟乙烯（PTFE）复合材料具有优良的摩擦因数和耐磨性。论文主要研究了n-SiC对复合材料摩擦磨损过程中的膜转移与磨损形貌的影响。研究认为,n-SiC的主要作用机理是：促进了PTFE转移膜的形成,获得了低而稳定的摩擦因数;提高了复合材料的耐热性与承载能力,减少了粘着磨损量,提高了复合材料的抗微切削能力;促进了复合材料的磨损机制由粘着磨损为主向微切削磨损为主转变。     

马氏体基体含碳量对马氏体球铁磨损性能的影响

针对马氏体球铁,研究了马氏体基体不同含碳量(不同奥氏体化温度)对两体磨损和冲击磨料磨损耐磨性的影响。结果表明:在软磨料作用下的高应力两体磨损中,马氏体球铁以疲劳机制破坏,硬磨料作用下以切削机制破坏;在有较大冲击载荷作用的动载磨料磨损中,马氏体球铁存在有抗冲击疲劳剥落的最佳马氏体含碳量;石墨球的存在对耐磨性有害。     

断裂方式对氧化铝基复合陶瓷耐磨性的影响

通过磨粒磨损试验测定了氧化铝 陶瓷、氧化铝/碳化硅复合陶瓷和氧化铝/莫来石复合陶瓷的耐磨性. 利用透射电子显微镜(TEM)观察了样品的微观结构, 采用扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的断口形貌和磨损表面的剥落情况. 研究了断裂方式对磨损表面剥落和耐磨性的影响. 结果表明: 氧化铝陶瓷的磨损主要由断裂磨损机制控制, 氧化铝/碳化硅复合陶瓷的磨损主要由塑性磨损机制控制, 氧化铝/莫来石复合陶瓷受这两种磨损机制共同作用. 相对于氧化铝陶瓷, 氧化铝/碳化硅复合陶瓷和氧化铝/莫来石复合陶瓷的耐磨性提高2～4倍, 这主 要是由于其断裂方式转变为以穿晶断裂为主, 减少了磨损面的脆性剥落.     

非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层的耐磨性能

采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离。     

短碳纤维增强铜基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用冷压烧结工艺制备了短碳纤维增强铜基复合材料,考察了该复合材料的干摩擦磨损性能.讨论了短碳纤维含量、载荷、转速等对复合材料摩擦性能的影响.结果表明:复合材料的耐磨性能明显优于基体材料;随着碳纤维含量的增加复合材料的耐磨性能进一步提高;随载荷和转速的提高,摩擦系数和磨损量也随之增加;复合材料由纯铜的粘着磨损转变为剥层磨损,并均伴有一定的氧化磨损.     

流变成形压力对Al2Y/AZ91镁基复合材料摩擦磨损行为的影响

采用销盘式摩擦副,在转速为100 r/min干摩擦条件下,结合OM、SEM结果,考察了不同载荷与成形压力对流变成形Al2Y/AZ91镁基复合材料(质量分数2%Y)摩擦磨损性能的影响,并探究耐磨性与材料显微组织、力学性能之间的关系.研究表明:在相同的实验载荷下,随着制备复合材料流变成形压力的增加,材料的磨损质量和摩擦系数减少,本实验条件下最大成形压力为100 MPa时磨损量和摩擦系数最小,摩擦磨损性能较佳;对于在相同成形压力下制备的镁基复合材料,磨损质量随着载荷的提升而增大,而摩擦系数有所降低.当载荷较小时,Al2Y/AZ91镁基复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主;随着载荷的增大,磨损机制逐步发生转变;当载荷较大时,磨损机制以剥层磨损为主.     

钢结硬质合金/中铬钢复合材料的磨料磨损性能

为了解决严苛工况下的磨损问题,利用WC颗粒和中珞钢粉末,采用热压烧结法制备了局域化增强的钢结硬质合金/中珞钢复合材料,观察分析了复合材料界面,研究了试验载荷对复合材料相对耐磨性的影响规律及其磨损机理。结果表明:采用热压烧结法制备的局域化增强复合材料界面结合良好,增强区域组织致密,WC颗粒分布均匀;复合材料的耐磨性远高于中珞钢的,且其相对耐磨性随着试验载荷的增加而增大;在较高试验载荷下,复合材料的耐磨性优势更为显著,加载30 N时复合材料的相对耐磨性达到中鎔钢的3.7倍;在磨损过程中,凸出磨损面的增强区域对基体区域的有效保护作用和基体区域对增强区域的有效支撑作用,两者相互配合是复合材料具有优异耐磨性的主要原因;复合材料的磨损失效机理主要是显微切削和多次塑变疲劳断裂。     

TiC增强复合材料在不同条件下的磨损行为

研究了TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷、TiC/NiMo金属陶瓷和钢结TiC硬质合金的磨损行为,结果表明:在平稳加载条件下,金属陶瓷的耐磨性优于钢结TiC硬质合金;而在冲击载荷条件下,钢结硬质合金的室温耐磨性优于金属陶瓷,但在高温下金属陶瓷的耐磨性又转为优于钢结硬质合金,与室温相比TiC/NiCrMoAlTi和TiC/NiMo的耐磨性分别提高31%和79%,而钢结TiC硬质合金则下降52%.初步分析了不同粘结相的TiC增强复合材料的磨损机制以及加载率和温度对磨损行为的影响.TiC增强复合材料的磨损行为与其使役条件密切相关.     

Influence of deep cryogenic treatment of high speed steel substrate on TiAlN coating properties

Deep cryogenic treatment in combination with classic heat treatment shows a significant improvement in wear resistance of high speed steel tools. The aim of this research was to investigate how the microstructure of the substrate tool steel material, which was altered by deep cryogenic treatment and plasma nitriding, influences the properties of TiAlN coating. The microstructure, topography and composition of the TiAlN coating were investigated using field‐emission scanning electron microscope, atomic force microscopy, XRD, and glow discharge optical emission spectroscopy. The coating adhesion was measured using the scratch test. The sliding wear resistance and the force required to break the coating were determined with the ball‐on‐flat method. Resistance to microabrasion was measured by free ball abrasion test. The results show that deep cryogenic treatment combined with plasma nitriding influence the adhesion of the TiAlN coating to the high speed steel substrate. Wear resistance tests show better wear resistance of deep cryogenic treated samples in comparison with conventionally heat treated ones.     

常用的牙科用复合光敏树脂的摩擦学性能研究

采用Charisma、Elitefil、TPH、Veridonfil4种常用的牙科用复合光敏树脂材料，对其颗粒含量、断裂韧性、以及表面硬度进行了测量，并在球-面往复摩擦磨损试验机上考察了4种牙科用复合光敏树脂材料的摩擦磨损特性。结果表明：TPH具有最低的摩擦系数，Charisma、Elitefil、Veridonfil的摩擦系数均较低；在相同条件下，TPH具有较高的断裂韧性和耐磨性。摩损机理主要表现为由树脂机体摩损和塑性变形引起的颗粒脱落和磨粒磨损。