SiCp/A356铝基复合材料的磨损性能研究

在干摩擦条件下,对SiC颗粒含量20%的铝基复合材料在2~20 MPa载荷和200r/min、400r/min的滑动摩擦速度下进行摩擦系数及磨损率变化分析,并结合对磨损表面的SEM和EDS分析,探讨了SiC颗粒增强铝基复合材料的性能,并建立了在不同载荷和速度下的摩擦磨损机理图。研究表明,当载荷和摩擦速度都相对较低时,磨损表面主要为轻微的磨粒磨损,并伴随氧化磨损。当载荷达到10 MPa时,会发生轻微磨损向严重磨损转变,逐渐出现剥层磨损。最后在载荷为20 MPa、摩擦速度为400r/min时,材料表面产生严重的粘着磨损。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损研究进展

对国内外有关SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损的研究现状进行了系统的综述,分别介绍了内部因素(包括颗粒粒径、颗粒含量、颗粒形貌和基体材料)和外部因素(包括载荷、速度、温度和电流)对SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损性能的影响,并总结了SiC颗粒增强铝基复合材料在交通运输、航空航天和电子等领域中的应用。     

粉末冶金法制备CNT和SiC混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能EI北大核心CSCD

以7055Al为基体,通过粉末冶金法分别制备碳化硅(SiC)颗粒、碳纳米管(CNT)以及SiC和CNT混杂增强7055Al复合材料,并对三种复合材料的干滑动摩擦磨损行为进行研究。结果表明:随着载荷提高,复合材料磨损失重增加,摩擦因数略有降低。在0.5 MPa与1.0 MPa载荷条件下,SiC-CNT/7055Al复合材料磨损失重低于单一SiC/7055Al和单一CNT/7055Al复合材料。2.0 MPa时,SiC-CNT/7055Al复合材料磨损失重急剧增加。随着载荷提高,CNT/7055Al复合材料耐磨性逐渐增加,在中、高载荷下,材料具有更为优异的耐磨性。SiC/7055Al复合材料磨损量则随着载荷提高,磨损失重逐渐增加,当载荷为2.0 MPa时,材料磨损量增加幅度较小。     

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.     

ZK61镁合金的磨损性能

在MDW-02高速往复摩擦磨损试验机上,通过设置不同参数的滑动干摩擦实验,研究了载荷、滑动速度和时间对时效态ZK61镁合金磨损性能的影响,并绘制了磨损机制转变图。采用扫描电子显微镜(SEM)对磨损试样表面形貌进行了分析,结果表明,当滑动速度(0.12m/s)一定时,ZK61镁合金的磨损量随着载荷和时间的增加而增加,载荷愈大,磨损愈严重,在120N、60min时发生轻微磨损向严重磨损的转变。当滑动时间(20min)一定时,ZK61镁合金的磨损形式随着滑动速度和载荷的增大而发生变化。当滑动速度(0.12m/s)较小时,在不同载荷(50~150N)下均表现为轻微磨损;当滑动速度为0.24m/s,载荷超过100N后磨损进入严重磨损阶段;当滑动速度(0.36m/s)较大时,均表现为严重磨损。     

复合材料在传动过程中的摩擦磨损行为

采用化学气相渗透法(CVI)制备了二维碳纤维增强碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料. 基于耦合应力等效模拟系统的开发, 采用摩擦扭矩的变化表征传动过程的摩擦磨损性能. 研究了以传动为背景的高载荷、低转速摩擦磨损行为及机理. C/SiC复合材料以其较低的摩擦扭矩、低的磨损率特别是在高载荷下的较小变形验证了良好的耐磨特性以及承载能力. 相同条件下其磨损率只有Ti合金的1/10～1/20. 低转速下磨损机理以磨粒磨损为主, 高载荷没有引起表面热裂纹.     

TIC/7075铝基复合材料的磨损实验研究

采用原位反应喷射沉积法制备TiC/7075铝基复合材料,并在销一盘式磨损机损上进行摩擦磨损实验研究.通过TEM观察原位TiC颗粒的分布与形貌,并利用SEM观察沉积态组织磨损表面形貌.结果表明:复合材料的耐磨性和TiC颗粒含量及载荷有关,在低载荷(8.9N)状态下,材料的耐磨性随TiC颗粒含量的增加而增强,在高载荷(26...     

Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3@SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3@SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3@SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.     

搅拌摩擦加工铝基复合材料的高温摩擦磨损性能

通过在铝合金表面一定深度添加颗粒度为10μm的B4C粉末,采用搅拌摩擦加工方法制备成铝基复合材料.采用SEM、EDS、高温摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行研究;分析加工方法和环境温度对摩擦因数和磨痕形貌的影响,并探讨磨损机制.结果表明:高温磨损条件下,搅拌摩擦加工制备的铝基复合材料能明显改善铸态ZL109铝合金的耐磨性;复合材料表现出较好的磨损性能和较低的摩擦磨损因数.搅拌摩擦加工制备的铝基复合材料在100℃时磨损以氧化磨损和磨粒磨损为主,随着温度的升高,300℃时复合材料的磨损机理由氧化磨损转变为黏着磨损.     

SiC颗粒增强PEEK树脂基复合材料的制备与性能

以纯PEEK粉,粒径为10μm的SiC粉为原料,在360℃热压制备了纯PEEK树脂和SiC体积比分别为10%,20%及30%的SiC/PEEK复合材料,并测试了材料的硬度、压缩性能、冲击性能以及摩擦磨损性能,用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的断口以及磨损表面.实验结果表明:随着SiC添加量的增加复合材料的相对密度和硬度同时下降;SiC/PEEK复合材料的强度以及韧度随着SiC颗粒添加量的增加逐渐提高,当SiC达到某一含量时可以获得最佳的综合力学性能,此后随着SiC含量的进一步增多,复合材料的脆性增大,强度急剧下降;SiC/PEEK复合材料的摩擦系数随SiC的添加先增大后减小,磨损率逐渐变大,磨损机制由粘着磨损转向粘着磨损与犁削磨损共存最后变成全部的犁削磨损.     

聚乙烯醇水凝胶/不锈钢摩擦性能研究

利用球-盘摩擦试验机研究润滑状态、载荷、滑动速度和不锈钢球直径对PVA水凝胶/不锈钢球摩擦副摩擦系数的影响.研究结果表明PVA凝胶内的自由水对摩擦副起着良好的润滑作用.在摩擦的起始阶段,干摩擦和润滑剂润滑状态下的摩擦系数相差甚微,随摩擦时间的延长,干摩擦状态下的摩擦系数在短时间内急剧上升,而润滑剂润滑状态下的摩擦系数基本保持不变;摩擦副的摩擦系数随滑动速度和不锈钢球直径的增加而下降,当滑动速度从45r/min升至225r/min时,摩擦副的摩擦系数下降54.24%;摩擦系数随载荷的增加而上升,但在低载荷区,摩擦副的摩擦系数的上升速率明显大于其在高载荷区的上升速率.随着载荷的增加,凝胶中自由水对摩擦副的润滑作用逐渐增强.     

含Nb高碳钢的组织及耐磨性能

采用金相显微镜、扫描电镜表征了含Nb高碳钢的显微组织,并采用MFT-3000型摩擦磨损试验机,在室温下研究了摩擦载荷、滑动速度及滑动时间对铸态高碳钢的摩擦性能的影响。结果表明,铸钢组织由莱氏体和珠光体组成,洛氏硬度为37.3HRC。随施加载荷、滑动速度的增加,磨损失重量增加;摩擦系数随载荷增加而降低,随滑动速度增加而增加,随滑动时间的延长先增加后趋于稳定。磨损机制是以粘着磨损为主的粘着与磨粒磨损的混合磨损,高速、长时间滑动时,还存在明显的氧化磨损。     

纳米TiO2填充聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能

采用热压成型的方法制备了纳米TiO2填充聚醚砜酮(PPESK)复合材料，在MM—2000摩擦磨损试验机上考察了干摩擦条件下纳米TiO2含量以及试验载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响，并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析PPESK及纳米TiO2／PPESK复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明，添加少量纳米TiO2即可以明显提高PPESK的耐磨性，当纳米TiO2含量超过2．5％(体积)时，其耐磨性随填料含量变化不明显，载荷对纳米TiO2填充PPESK复合材料磨损率的影响不大。在低含量时(＜2．5％)，纳米TiO2具有减摩效果，高含量时反而比未填充时大；随量载荷的增加，填充PPESK的摩擦系数显著降低。     

SiC 和Gr 颗粒混杂增强Al 基复合材料的摩擦磨损特性的研究

比较了SiC 和Gr 颗粒混杂增强Al 基复合材料的干摩擦磨损行为, 并与单一SiC_P 和单一G_rP 增强Al 基复合材料的相应行为进行了比较。结果表明, 在低载荷(< 30 N ) 时, SiC_P 和G_rP 能协调作用, 使混杂复合材料的摩擦系数和磨损率均比单一SiC_P 和G_rP 增强复合材料低。在较高载荷(30～ 120 N ) 时, 混杂复合材料磨损以剥层磨损机制为主, 摩擦系数比单一SiC_P 增强复合材料低, 磨损率比单一G_rP 增强复合材料低得多, 比单一SiC_P 增强复合材料高。混杂复合材料对偶件的磨损比单一SiC_P 增强复合材料低得多。      

低能载条件下C/C复合材料滑动摩擦磨损性能

采用MM-200型环-块摩擦磨损试验机测试了针刺碳毡增强C/C复合材料试样在不同载荷和转速条件下的摩擦磨损性能,借助数码显微镜和扫描电镜观察分析了摩擦表面形貌。结果表明:当转速较低时,摩擦系数比较稳定,磨损率随载荷提高而增大;当转速较高时,低载荷试样摩擦系数不大,磨损率有所增加,而高载荷试样的摩擦系数在5分钟左右时出现峰值然后回落并保持稳定,磨损率急剧增加,说明磨损机制发生变化;摩擦面平行于X-Y向的C/C复合材料磨损率较小,具有较好的摩擦磨损性能。     

Comparative study of wear performance of particulate and fiber-reinforced nano-ZnO/ultra-high molecular weight polyethylene hybrid composites using response surface methodology

The effects of two types of filler reinforcements i.e. particulate (talc particles) and fiber (Glass Fiber (GF)) as secondary reinforcements in ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE)-based composites on the wear and friction properties were discussed in this paper. These UHMWPE hybrid composites were fabricated by the addition of 10 wt% of talc and glass fiber at a fixed nano-ZnO loading of 10 wt% using a hot compression moulding technique. The wear and friction properties of these hybrid composites were investigated using a pin-on-disc tester with different operating conditions of applied loads, sliding speeds and sliding distances based on response surface Box–Behnken design. Response Surface Methodology (RSM) was applied to model the effects of various variables of applied load, sliding speed and distance on the wear volume loss and average coefficient of friction (COF) of UHMWPE hybrid composites. The mathematical regression models of the wear volume and average COF were derived from the analysis of variance (ANOVA). Optimization of the independent variables to minimize the wear and friction responses of both UHMWPE composites was estimated using RSM. The mathematical models showed that applied load, sliding speed and distance have significant effects on the wear and friction properties of both UHMWPE composites in the tested range of variables. The most significant, in order of the variables that affect the volume loss and friction of UHMWPE composites is load, followed by sliding distance and speed. In addition, the combined effects of load and distance indicate the highest significance on volume loss and average COF for both UHMWPE hybrid composites as compared to other variable interactions. GF/ZnO/UHMWPE exhibited better wear performance compared to talc/ZnO/UHMWPE hybrid composites. The severity of worn surfaces of the GF/ZnO/UHMWPE was less than that of talc/ZnO/UHMWPE. The GF/ZnO/UHMWPE produced transfer films that were more uniform and had better coverage compared to talc/ZnO/UHMWPE.     

摩擦条件对Al2O3／Cu复合镀层耐磨性的影响

研究了用复合电沉积法制备的颗粒增强Al2O3／Cu复合材料在10～100N载荷下和0．5～5m／s滑动速度下的耐磨性能及其磨损机制。结果表明，随载荷增加，磨损率升高存在一临界值，在中载时，随滑动速度升高，磨损率在3～4m／s时出现极小值，不同速度载荷时，表现出不同的磨损机制。     

微量润滑条件下Si3N4陶瓷 白口铸铁的摩擦学性能研究

采用块 盘式摩擦磨损试验方法,在MG 200摩擦磨损试验机上对Si3N4陶瓷 白口铸铁摩擦副进行了微量润滑条件下的摩擦磨损试验,同时根据试件的SME照片和能谱成分分析了摩擦磨损机理,为陶瓷材料的制备及减少磨损提供理论依据。试验和分析结果表明：微量润滑条件下Si3N4陶瓷的磨损率和摩擦系数要比干摩擦条件下小得多;Si3N4陶瓷的磨损率随载荷的增大而增大,滑动速度对磨损率的影响要小于载荷对其的影响;Si3N4陶瓷 白口铸铁的摩擦系数随速度的增大而减小,载荷的变化对摩擦系数的影响不大;Si3N4陶瓷的磨损是化学磨损、机体物质脱落和磨粒磨损共同作用的结果,其中化学磨损起主导作用。     

(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

在湿球磨条件下以600 r/min高能球磨混粉,并将球磨后的粉末经过热压烧结-热挤压成型制备(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料。研究了(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料在不同载荷和转速下的干摩擦磨损性能。结果表明:干摩擦条件下,材料的摩擦系数随着滑动距离的增加会经历跑和阶段和稳定阶段;材料的质量磨损率随着转速的增大而降低,随着载荷的增大而增大,且基体镁合金的质量磨损率始终低于复合材料。随着摩擦载荷和转速的增加,材料的摩擦系数减小,然后逐渐趋于平稳。混杂增强的镁基复合材料相比基体合金具有更低的摩擦系数。