生理盐水润滑下PEEK/WK复合材料的摩擦学性能

为研究生理盐水润滑条件下碳酸钙晶须含量、载荷大小、滑动速度因素对PEEK/CaCO3复合材料摩擦学性能的影响规律,并考察复合材料的摩擦学稳定性,在自制改性偶联剂处理晶须表面的基础上制备了PEEK/CaCO3复合材料,利用MMW1A立式万能摩擦磨损试验机对复合材料的摩擦学性能进行测试,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面形貌进行扫描分析表征。结果表明,晶须含量对复合材料摩擦学性能影响明显,在0.9%的生理盐水润滑条件下PEEK/CaCO3复合材料随着晶须含量的增加,摩擦因数及比磨损率均呈现先减小后增大现象;当晶须质量分数为15%左右时,复合材料的摩擦因数达到最低值,同时比磨损量相对最低,复合材料与摩擦副的磨合过程相对平稳,具有较好的摩擦学性能,表现为粘着腐蚀磨损特征。外加载荷、滑动速度增大,材料的摩擦因数增大,比磨损率增加。     

轮胎模具滑板使用周期的模拟研究

为防止硫化后轮胎出现胶边问题,以铜基石墨合金的轮胎模具滑板为研究材料,借助扫描电子显微镜以及能量分析谱仪分别观察光滑表面石墨的分布及摩擦表面沟槽特点,发现摩擦表面脱落颗粒及剥落块直接影响不同阶段材料的磨损率。通过往复式摩擦磨损试验确定滑板在试验载荷下的磨损率,修正Archard磨损模型的系数,得到铜基石墨合金的合理的磨损模型,设定载荷模拟计算滑板在锁模瞬间的磨损率。结果表明,滑板在锁模的瞬间磨损量决定了滑板的使用周期。     

海水润滑条件下316L不锈钢与仿生非光滑表面CF/PEEK的摩擦学性能

为探讨高压海水轴向柱塞泵滑靴副的减阻抗磨机理,采用数控机床在CF/PEEK试样表面加工出不同形状仿生非光滑单元体,与316L不锈钢形成配副,对其在不同法向载荷下的摩擦因数、试样温度、磨损率等进行测试,并用激光共焦显微镜及扫描电子显微镜对磨损表面进行分析。结果表明:在海水润滑条件下,光滑表面配副以磨料磨损和粘着磨损为主,摩擦因数随时间稳定在0.05~0.09,试样温升大,磨损率大;非光滑表面配副可有效存储海水和磨屑,产生动压润滑效应、降低磨料磨损,摩擦以犁沟效应为主,摩擦因数稳定在0.02~0.06,试样温升小,磨损率小;随法向载荷的增加,由粘着效应所致CF/PEEK转移加快,摩擦因数和试样温度升高,磨损率降低且下降趋势逐渐减缓。     

磨损

正磨损定义:机件表面接触相对运动时,形成磨屑,使表面材料逐渐损失,造成表面损伤的现象。通常用磨损量、磨损率和耐磨性作为磨损的评定。按磨损破坏的机理和特征,可以分为:1黏着磨损(咬合磨损):在滑动摩擦条件下,当摩擦相对滑动速度较小(钢小于1m/s)时发生。它是因缺乏润滑油,摩擦副表面无氧化膜,且单位法向载荷很大,以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产     

磨损

正磨损定义:机件表面接触相对运动时,形成磨屑,使表面材料逐渐损失,造成表面损伤的现象。通常用磨损量、磨损率和耐磨性作为磨损的评定。按磨损破坏的机理和特征,可以分为:1黏着磨损(咬合磨损):在滑动摩擦条件下,当摩擦相对滑动速度较小(钢小于1 m/s)时发生的。它是因缺乏润滑油,摩擦副表面无氧化膜,且单位法向载荷很大,以致接触应力超过实际接触点处的屈服强度     

电气机车接触线用Cu-0.1Ag合金的滑动磨损行为

对铜/铝复合接触线用Cu-0.1Ag合金采用45号钢及青铜为摩擦副进行磨损试验,观察了不同载荷和滑动速度下试样磨损表面的形貌。结果表明,磨粒磨损和粘着磨损是铜银合金滑动磨损的主要机制。以45号钢为摩擦副时,磨损表面有大量的塑性变形发生,滑动方向上有明显的犁沟和切削痕迹,在磨损表面有氧化铜生成,它既是磨损过程中的磨粒又是润滑剂;以青铜为摩擦副时,磨损表面产生严重的剥落坑和粘着块,且磨损量明显大于以45号钢为摩擦副的磨损量。     

碳纳米管增强Fe_3Al复合摩阻材料及其性能表征

通过真空热压烧结法制备了以碳纳米管为增强相的Fe_3Al复合摩阻材料,并对其性能进行了表征。试验结果表明,兼具低密度、高比强度的碳纳米管经预处理后以短纤线状形态均匀分散,并与烧结基体紧密结合,对改善复合材料的热传导性能以及硬度和抗压强度等力学性能效用显著。进一步研究发现,摩擦载荷对摩擦因数和磨损率的影响较滑动速率更为明显。复合材料的磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主,在低速低载下的磨损形貌主要是轻微剥落和划痕,随速率和载荷的提高逐渐分别发展成凹坑和沟槽。除试验条件外,影响磨损形貌和磨损机理的因素还有摩擦热膨胀硬化、表面碎屑润滑、摩擦副磨损状态等。     

润滑条件下WC-CoCr涂层的磨损行为

研究了在润滑条件下,WC-CoCr涂层与SiC摩擦副对磨时的摩擦和磨损性能,分析了加载载荷和润滑条件(干摩擦、润滑脂、金刚石研磨膏)对WC-CoCr涂层摩擦系数和磨损量的影响规律,对涂层的磨损机理进行了探讨。实验结果表明:脂润滑时,WC-CoCr涂层与SiC摩擦副对磨时的摩擦系数和磨损率降为最小,其中摩擦系数基本在0.1左右波动;金刚石研磨膏润滑时,磨损率高达1.521 24×10-6 g/m,为干摩擦条件下的2.68倍,抗磨减摩效果不理想;干摩擦时,涂层表面存在硬挤压痕,主要磨损机制为微切削并伴随着塑性变形,而在金刚石研磨膏润滑条件下,三体磨粒磨损起主导作用。     

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。     

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.     

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。     

原位合成Al2O3增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

通过采用粉末冶金和原位合成技术相结合的近净成形技术制备Al-5％Si-Al2O3复合材料,并运用M一2000摩擦磨损试验机对该复合材料的摩擦磨损性能进行研究。通过单一变量比较法分析载荷和滑动速度对Al-5％Si-Al2O3复合材料摩擦磨损性能的影响,同时对长时间连续磨损下该材料的摩擦性能进行研究。通过扫描电子显微镜对Al-5％Si-Al2O3复合材料的磨损表面进行观察,并分析其磨损机制。结果表明,随着载荷的增大,试样的磨损量和摩擦因数均增加;随着滑动速度的增大,试样表面的升温使得产生氧化层的速率增加,试样的磨损量和摩擦因数均减少。在长时间的连续磨损过程中,由于初始时发生粘着磨损,试样的摩擦因数随着滑动距离的增大而增大。然后,试样表面氧化层的形成和破坏趋于动态平衡,试样表面相对稳定,其摩擦因数也随之趋于平稳。铝基复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。     

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。     

Tribological Performances of Molded Micro-Cratered Surface of Superelasticity TiNi Alloy

采用模压法在TiNi合金表面获得了微凹坑织构,通过织构几何参数的变化调控材料的摩擦学性能。结果表明,周向和径向间距增大,TiNi合金的摩擦系数和比磨损率均呈现先减小后增大的趋势,而深/径比逐渐增大,使得TiNi合金的摩擦系数和比磨损率呈现先增大后减小的趋势。滑动速度增加,TiNi合金试盘的摩擦系数几乎都呈现先减小后增大的趋势,与Stribeck曲线描述的一致。织构参数微坑深/径比为0.06,径向间距为1.5 mm,周向间距为15°时,表现出较优的摩擦学性能,摩擦系数为0.098,比磨损率为0.87 × 10-5 mm3/(N·m)。由此可见,合适的织构参数和形貌可以降低摩擦系数和减小磨损,因为摩擦过程中微坑会产生动压和捕捉磨屑而减少表面损伤,增强耐磨性。     

初始表面粗糙度对沟槽织构摩擦性能的影响

目的探究初始表面粗糙度大小对激光沟槽织构化表面摩擦性能的影响规律。方法采用脉冲光纤激光器在不同粗糙度的45#钢试样表面制备具有不同深度、规则排列的沟槽织构,利用摩擦磨损试验机进行销-盘式往复摩擦试验,研究初始表面粗糙度对沟槽织构化表面摩擦系数的影响规律,以及不同初始表面粗糙度条件下,激光沟槽织构化表面的摩擦学行为。结果沟槽织构能够有效降低表面的摩擦系数,初始表面粗糙度、载荷和速度的大小对沟槽织构的润滑减摩性能有较大影响。在较低的载荷下,沟槽织构能有效提高表面的流体动压润滑效应;在较高的载荷下,沟槽织构能够有效改善表面的边界润滑性能。存在最优初始表面粗糙度,使得摩擦系数达到最小,初始表面粗糙度最优值的大小应根据载荷和速度大小来确定。结论根据摩擦副表面的载荷和速度工况条件,合理优化初始表面粗糙度能使沟槽织构获得较为理想的润滑减摩效果。     

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。     

Sliding wear behavior of high velocity arc sprayed Fe-Al coating

The friction and wear behavior of Fe-Al intermetallics based coating produced by high velocity are spraying technique under dry sliding at room temperature were investigated using a ball-on-disc tribotester. The effect of sliding speed on friction coefficient and wear of the coating was studied. The worn surface of the coating was analyzed by scanning electron microscope (SEM) to explore sliding friction and wear mechanism. The results show that the variations of friction coefficient can be divided into three distinct steps during the trail. Both the friction coefficient and the wear of the coating increase with increased sliding speed due to accelerated crack propagation rate and lamellar structure with poor ductility of the coating. The coating surface is subjected to alternately tensile stress and compression stress during sliding wear process, and the predominant wear mechanism of the coatings appears to be brittle fracture and delamination.     

Feasibility Study of Using DLC Coating in Conjunction with Laser Ablation process to Improve the Tribological Performance of an Engineering Surface

Increasing demands such as low friction,low wear rate,and long life-time have reached the limits of single DLC coatings.In order to meet the requirements,we propose to use an integrated approach to improve the wear property of an engineering surface.Firstly,dimples are introduced perpendicular to an engineering surface by a Nd:YAG laser emitting at 1064 nm.Subsequently,solid lubricant DLC is prepared on the patterned surface by magnetron sputtering technique.The effect of dimple densities from 7%to 45 %on tribological properties of the coating surface was revealed.The wear performance of the textured DLC surfaces was studied by a pin-on-disk reciprocating sliding wear tester under boundary lubrication and dry conditions.The results showed that the DLC coatings with appropriate dimple densities have an obvious improvement on wear performance in term of friction coefficient,wear rate and wear life,as compared to un-textured DLC coatings.In boundary lubrication conditions,the improved wear performance can be explained by the promotion of reservoirs to enhance lubricant retention during sliding.In dry condition,the dimples trap wear particles and leave a free interface between pin and sliding contact surface,and avoid the surface worn by abrasive manner,thereby improving the wear performance of the DLC coating.     

KCJ-15扬雪机搅笼镍基喷熔复合涂层的研究

目的在KCJ-15型扬雪机搅笼NiCrBSiC合金涂层的基础上,添加硬质碳化钨颗粒,并研究其在搅笼基体上的腐蚀、磨损规律。方法制备7组碳化钨颗粒含量不同的镍基复合粉末,分别在不同腐蚀液体中进行摩擦磨损实验,随后选取抗磨性能最佳的一组,分别进行不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损试验。结果在同一种腐蚀液体中,喷熔层的摩擦系数随碳化钨含量的增加变化不大,磨损率随碳化钨含量的增加先减小后增大,其中浸泡在HCl和NaCl溶液中的试块喷熔层的摩擦系数和磨损率普遍偏高,而浸泡在NaOH和H_2SO_4溶液中的试块喷熔层的摩擦系数和磨损率普遍偏低。随着载荷的增加,喷熔层的摩擦系数和磨损率增大。随着滑动速度的增加,喷熔层的摩擦系数增大,磨损率降低。结论在KCJ-15型扬雪机搅笼NiCrBSiC合金涂层中,添加碳化钨的最佳质量分数在15%~25%之间,此时可获得最佳的抗磨性能。此外,喷熔层的摩擦系数受到腐蚀液体、外部载荷和滑动速度的影响较大,受碳化钨含量的影响较小。     

Effect of laser surface melting on friction and wear behavior of AM50 magnesium alloy

In the present study, an attempt has been made to enhance tribological properties of AM50 magnesium alloy by laser surface melting (LSM) with a 2 kW continuous wave CO₂ laser. The microstructure of the laser surface melted zone consists of fine columnar dendrites growing epitaxially from the liquid-solid interface. Microhardness of the melted zone was improved to 55-75 HV as compared to 40 HV of the substrate. The friction and wear behavior of the laser surface melted layer were investigated using a ball-on-flat apparatus under dry sliding condition. It was found that the friction coefficient curve of the laser surface melted layer was similar to that of substrate. They showed a lower initial friction coefficient about 0.18 that after the running-in period increased up to about 0.38. Furthermore, compared with the AM50 substrate, the wear volume of the laser surface melted layer was decreased by 42%, the wear resistance of the laser surface melted layer was improved.