载荷对MoSi_2/Si_3N_4配对副高温磨损性能的影响

在XP-5高温摩擦磨损试验机上考察了MoSi2/Si3N4配对副在1 000 ℃、0.126 m/s滑动速度以及不同载荷条件下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对MoSi2/Si3N4配对副磨损表面进行了分析.结果表明:MoSi2/Si3N4配对副在1 000 ℃高温滑动时,MoSi2的摩擦因数随载荷的增大而降低,其磨损率则呈上升的趋势;随着载荷的增加,MoSi2的磨损机制依次表现为氧化、粘着、研磨和疲劳断裂.Si3N4盘的主要磨损形式为粘着和氧化,氧化增重引起其磨损率为负值.     

铝合金表面纳米Al2O3-40%TiO2复相陶瓷涂层力学与摩擦学性能

为提高铝合金零部件的耐磨性能,运用等离子喷涂技术在7005铝合金表面制备纳米Al2O3-40%TiO2(NAT40)复相陶瓷涂层,分析该涂层的微观结构,测试其主要力学性能,研究其在干摩擦和3.5%NaCl溶液中的摩擦行为与机制。结果表明:NAT40涂层的显微硬度为638.6 HV0.5,断裂韧度为13.3 MPa.m1/2,与基体的临界结合力达到80.35 N,均高于微米Al2O3-40%TiO2(MAT40)涂层。干摩擦时,随着载荷从3 N增大至12 N,NAT40涂层的摩擦因数从0.20上升至0.32,其磨损失重也从1.3 mg增大到2.2 mg;轻载3 N时,涂层以微观切削磨损为主,而在重载12 N条件下,磨损表面闪温计算值达到541.65℃,导致涂层的强度和硬度下降,磨损机理变为多次塑变磨损、粘着磨损和氧化磨损。在3.5%NaCl溶液摩擦环境中,NAT40涂层在相同载荷条件下的摩擦因数较干摩擦时显著降低,但重载(12 N)时,其磨损失重却比干摩擦时增加22.7%;随着载荷的增加,涂层的磨损机理由疲劳磨损转变为应力腐蚀磨损。     

MoSi2/45#钢在油润滑状态下的摩擦学性能研究

在M - 2 0 0型磨损试验机上进行了金属间化合物MoSi2 / 4 5 # 钢的摩擦磨损试验 ,考察了载荷和润滑状态对MoSi2 材料摩擦磨损性能的影响 ,采用扫描电子显微镜 (SEM)和微探针观察了其磨损形貌 ,并分析了其磨损机理。结果表明 :油润滑明显改善了MoSi2 材料的摩擦学性能。MoSi2 材料的磨损机理在低载荷 (5 0～ 80N)下主要表现为疲劳磨损和磨粒磨损 ,高载荷 (12 0N以上 )下以氧化磨损为主。载荷为 15 0N时 ,MoSi2 材料具有较好的综合摩擦磨损性能 ,摩擦系数和磨损率分别为 0 1和 0 0 0 9g·km-1。     

稀土强韧化MoSi2材料的摩擦学性能

采用高温自蔓延和真空烧结合成了含0.8%（质量分数）稀土/MoSi2复合材料。在MRH-5A型环-块摩擦磨损试验机上,考察了其与调质45#钢配对时的摩擦磨损特性。运用带有微探针的KYKY2800型扫描电镜分析了其磨损表面形貌,探讨了该材料的磨损机制。结果表明：在干摩擦同等条件下,稀土/MoSi2复合材料比纯MoSi2材料具有更好的抗磨损性能,其磨损率比纯MoSi2至少降低了68%。低速（200r/min）时,RE/MoSi2复合材料的磨损机制主要是粘着磨损,随着载荷的增加,粘着磨损脱落更为严重;在高速（400r/min）和低载荷（78N）下,RE/MoSi2复合材料的磨损机制仍以粘着磨损为主,在重载荷（274N）下,RE/MoSi2复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和疲劳脆性断裂。     

油润滑对镍钨合金刷镀层摩擦学性能的影响

为了将镍基合金刷镀技术应用于机械装备的摩擦构件中,运用电刷镀工艺制备了镍钨合金(Ni-W)镀层,研究了油润滑条件下镍钨合金刷镀层的摩擦磨损行为与机制.研究结果表明:油润滑显著地降低了镍基合金刷镀层的摩擦因数和磨损率,且可使摩擦因数随时间变化的波动幅度大大减少,并有效提高了刷镀层由轻微磨损向严重磨损的临界载荷.低载荷和油润滑条件下,镍钨合金刷镀层磨损机制主要是微观切削磨损和多次塑变磨损;高载荷条件下,镀层的磨损机制表现为微观断裂磨损为主,并伴随晶粒剥落现象.     

WC-10Co-4Cr涂层高温微动磨损特性

为研究WC-10Co-4Cr涂层的高温微动磨损性能和微动磨损机制,采用超音速火焰喷涂技术在Inconel690合金表面制备WC-10Co-4Cr涂层。使用PLINT电液伺服高温微动试验机,在室温25℃至高温300℃大气气氛条件下,选择法向载荷100 N、位移幅值200μm、频率2 Hz、循环次数3×10~4次,进行微动磨损特性试验,通过扫描电子显微镜、双模式轮廓仪和三维共聚焦显微镜等仪器对磨痕进行分析研究。结果表明:涂层组织呈层状叠加的两相分布,致密、孔隙率低,涂层与基体结合紧密,显微硬度为HV810.82,是基体的3.3倍;在法向载荷和位移幅值一定时,随着试验温度的升高WC-10Co-4Cr涂层的摩擦因数增大,且磨损加剧;温度高于250℃条件下,WC-10Co-4Cr涂层发生严重磨损;WC-10Co-4Cr涂层的高温微动磨损机制主要表现为黏着磨损、氧化和剥层的共同作用。     

超音速火焰喷涂WC-Co涂层耐磨性研究

利用超音速火焰喷涂（HVOF）工艺制备了WC-Co涂层，测定了涂层孔隙率、显微硬度及干摩擦磨损过程中涂层材料失重，得出涂层干摩擦因数随时间的变化关系，分析了涂层摩擦磨损机制。结果表明，WC-Co涂层致密，平均孔隙率为1．29％，显微硬度达1140HV（测试载荷2．94N），干摩擦条件下材料失重低于电镀Cr镀层2个数量级；摩擦初期，干摩擦因数迅速增加，主要磨损特征是粘结相富Co区的犁沟切削，摩擦中后期，摩擦副间实际接触面积增大，摩擦因数变化较小，磨损趋于稳定。WC-Co涂层的主要磨损机制是疲劳磨损和犁沟切削。     

钛合金与陶瓷配副干滑动摩擦磨损性能研究

采用摩擦磨损试验机、超景深显微镜和激光共聚焦显微镜,考察不同载荷和速度下不同硬度钛合金盘与陶瓷球配副的摩擦因数、磨损体积和表面形貌,并探讨其磨损机制。通过极差与方差分析发现:摩擦速度对摩擦因数的影响最大,载荷的影响次之,钛合金基体硬度的影响最小;当载荷为2 N,速度为300 r/min,硬度为HV480时,摩擦因数最小。基于正交试验的最优结果,开展控制变量试验,试验结果表明:载荷小于2 N时,钛合金以磨粒磨损为主,载荷为4 N时,钛合金的磨损形式为磨粒磨损和氧化磨损,载荷为6 N时,钛合金的磨损形式为剥层磨损并伴有严重的氧化现象;摩擦速度50 r/min时,钛合金以磨粒磨损为主,摩擦速度小于100 r/min时,钛合金以磨粒磨损为主,摩擦速度为250 r/min时,钛合金的磨损形式以剥层磨损为主。钛合金的磨损模式在载荷小于2 N时以磨粒磨损为主,在载荷为4N时为磨粒磨损和氧化磨损,在载荷为6 N时为剥层磨损并伴有严重的氧化现象。     

不同温度下MoSi2的高温磨损行为研究

采用XP-5型高温摩擦磨损试验机考察了MoSi2/Al2O3配对副在700～1100℃间的摩擦学性能.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察与分析了MoSi2的磨损表面与相组成.结果表明:MoSi2/Al2O3摩擦副低于900℃时摩擦因数随温度升高而增加,MoSi2的磨损率较低,氧化与粘着磨损是MoSi2的主要磨损形式;高于900℃时摩擦因数略有下降,但基本维持在0.6～0.8之间, MoSi2的磨损率却显著增加,这是由于塑脆转变特性的影响,MoSi2磨损表面还发生磨粒磨损、变形与断裂,粘着和氧化磨损加剧;偶件Al2O3的磨损形式为粘着磨损.     

含h-BN 的钛合金激光熔覆自润滑耐磨涂层的摩擦学行为

为提高Ti6Al4V合金的摩擦学性能,采用激光熔覆技术在钛合金表面制备以TiC、TiB2、CrB等为增强相、γ-Ni基固溶体为增韧相、h-BN为固体润滑相的自润滑耐磨复合涂层;分别在不同载荷下测试复合涂层和Ti6Al4V合金基体的干滑动磨损性能。结果表明,该复合涂层的摩擦因数及磨损率随着载荷的增大呈现先减小后略增大的趋势,并且摩擦因数和磨损率均比Ti6Al4V合金基体显著降低;在中等载荷下,复合涂层中的润滑颗粒被挤出磨损表面形成润滑膜,因而具有较好的自润滑耐磨性能,磨损后表面光滑平整。     

MoS2/石墨溅射涂层在真空中不同载荷下的摩擦磨损行为研究

为改进纯MoS2涂层的耐磨损性能,采用溅射技术合成了添加石墨的MoS2涂层。在球-盘摩擦试验机上,考察了法向载荷对MoS2/石墨溅射涂层真空中的摩擦因数和磨损率的影响,并利用扫描电子显微镜对其磨损形貌进行了分析。结果表明:在真空条件下,涂层的摩擦因数随着法向载荷的增大而减小;磨损率随载荷的增加而增加。涂层在真空中较低载荷下的磨损机制为疲劳磨损;在较高载荷下的磨损主要由塑性变形引起的小板片磨损控制。     

MoSi2/淬火45钢的干摩擦磨损性能

采用M-2型磨损试验机研究了MoSi2/淬火45钢的干摩擦磨损特性，并通过对电子扫描显微镜（SEM）和X射线衍射仪观察了试件的磨损表面形貌，分析了磨屑的成分，探讨了其摩擦磨损机理。结果表明，随着载荷的增大，摩擦机理主要表现为微观滑动和粘着效应，低载荷下的磨损机制以疲劳磨损为主，高载荷下的磨损机制主要表现为粘着磨损。     

Inconel718与硬质合金摩擦磨损特性的实验研究

利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机对镍基合金Inconel 718与硬质合金刀具对偶时的摩擦磨损特性进行研究,揭示法向载荷和滑动速度对摩擦副摩擦因数的影响,通过SEM观察试样摩擦形貌并分析磨损机制.研究结果表明:摩擦副的摩擦因数随着法向载荷的增大而减小,随滑动速度的增大而增大;Inconel 718镍基合金与硬质合金对偶时的磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

25CrNi2MoV钢的微动磨损性能

采用微动摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对新型高速重载传动轴用25CrNi2MoV钢进行微动磨损试验,研究了不同载荷(50~200N)和频率(15~30Hz)下该钢的微动磨损性能。结果表明:在频率为20Hz条件下,当载荷由50N增至200N时,25CrNi2MoV钢的平均摩擦因数由0.766减至0.661,磨损体积由19.65×10^-3 mm^3增至75.83×10^-3 mm^3;在载荷为30N条件下,当频率由15Hz增至30Hz时,平均摩擦因数由0.790增至0.905,磨损体积由11.43×10^-3 mm^3增至23.88×10^-3 mm^3;在不同试验参数下,25CrNi2MoV钢磨损表面均出现了氧化和犁沟现象,磨损机制包含氧化磨损和磨粒磨损;在频率为20Hz条件下,载荷为50,100N时,25CrNi2MoV钢的磨损机制以黏着磨损为主,载荷为150,200N时,主要磨损机制为疲劳磨损;在载荷为30N条件下,频率为15~25Hz时,磨损机制以磨粒磨损为主,当频率增至30Hz时,磨损机制以疲劳磨损为主。     

铜合金镶嵌石墨材料的摩擦磨损性能

将硬度和强度不同的2种石墨分别镶嵌于Cu-15Ni-8Sn合金基体上,然后将Cu-15Ni-8Sn合金镶嵌石墨材料与05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢组成摩擦副,研究了不同载荷(490,980,1470N)和润滑条件(干摩擦与湿摩擦)下该材料的摩擦磨损性能.结果表明:干摩擦条件下该材料的摩擦因数随载荷的增大基本呈增大趋势,且镶嵌较高硬度和强度石墨时材料的干摩擦因数小于镶嵌较低硬度和强度石墨时材料的;湿摩擦条件下,镶嵌较高硬度和强度时石墨材料的摩擦因数随载荷的增大而增大,且与干摩擦条件下的相当;随着载荷的增大,在干摩擦和湿摩擦条件下的磨损量均呈增大趋势;干摩擦条件下石墨的磨损机制以磨粒磨损为主,并伴有疲劳磨损,而湿摩擦条件下的磨损机制以磨粒磨损和冲刷磨损为主.     

MoSi2/45#钢在干摩擦条件下的滑动摩擦磨损性能

在MRH-5A型环-块型摩擦磨损实验机上,考察了MoSi2与调质45#钢配对时的摩擦磨损特性。运用KYKY2800型扫描电子显微镜,观察和分析了其磨损表面形貌,探讨了该材料的磨损机制。结果表明：在pv为284.96N.m.s^-1时,MoSi2与调质45#钢对摩时具有较低的摩擦因数和磨损率。在载荷和转速两影响因素中,转速的影响较大,低转速时MoSi2的磨损机制为粘着,且随着载荷的增加,出现粘着膜脱落;高转速时MoSi2材料表面粘着较低速时减弱。     

激光熔覆Ni60和Co-Cr-W合金层的高温磨损特性研究

在4Cr14NiW2Mo耐热合金钢表面熔覆Ni60和Co-Cr-W合金粉末，获得具有良好冶金结合和组织致密的熔覆层。在不同温度条件下（室温、250℃和420℃），对Ni60和Co-Cr—W熔覆层及其基体材料进行了摩擦磨损试验。研究结果表明：Co-Cr-W熔覆层和基体材料的磨损机制为磨粒磨损、剥层和氧化磨损的共同作用，其摩擦因数随温度的升高而降低；对于Ni60熔覆层，其摩擦因数几乎不受温度的影响，其磨损机制表现为磨粒磨损。在高温条件下，Ni60熔覆层比Co-Cr-W合金熔覆层具有更优良的高温摩擦磨损性能。     

镍基单晶高温合金微动摩擦磨损特性研究

采用SRV-IV微振动摩擦磨损试验机研究了航空发动机材料DD6镍基单晶高温合金的室温微动摩擦磨损特性.微动试验条件为:试验块与合金球水平垂直接触干摩擦,正向载荷为50～180 N,振幅为60 μm,频率为50 Hz,循环次数为1×105次.试验结果表明:随着正向载荷的增大,磨痕中心区域磨损特征由微凹坑转变为平坦的挤压层;微动摩擦系数大幅度降低60％,微动磨损体积减少88％;微动磨损主要形式为磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损以及造成表面材料脱落的疲劳磨损.     

微滑动条件下PS304涂层与Si_3N_4配副的摩擦学性能研究

利用大气等离子喷涂在不锈钢表面制备PS304高温自润滑涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征涂层的组成和结构;采用SRV微动摩擦磨损实验机研究PS304涂层和Si3N4摩擦副从室温到800℃的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察涂层和对偶球的磨损形貌,并分析涂层在室温和600℃的摩擦磨损机制。结果表明,常温下,涂层的摩擦因数和磨损率均较高,磨损表面伴随脆性断裂迹象,主要表现为磨粒磨损机制。在600℃下,涂层表现最低的摩擦因数和最小磨损率,其表面形成润滑膜并发生一定的塑性变形,磨损机制主要为黏着磨损。     

Al2O3-13%TiO2/铁基非晶合金复合涂层的室温摩擦磨损行为

利用等离子喷涂技术制备含质量分数15%Al₂O₃-13%TiO₂陶瓷相的Fe₄₅Cr₁₆Mo₁₆C₁₈B₅铁基非晶合金复合涂层并进行销盘式摩擦磨损试验，通过与铁基非晶合金涂层进行对比，研究了复合涂层在不同载荷(20,30,50 N)和销轴转速(300,500,800 r·min^-1)下的摩擦磨损行为，分析了其磨损机制。结果表明：当销轴转速为300 r·min^-1时，不同载荷下复合涂层的磨损率较铁基非晶合金涂层降低近50%,复合涂层的磨损机制随着载荷的增大由磨粒磨损转变为疲劳磨损；当载荷为30 N时，复合涂层的磨痕深度与磨损率随销轴转速的增加先增大后减小，均在转速为500 r·min^-1达到最大，在销轴转速为500 r·min^-1和800 r·min^-1时复合涂层均表现为黏着磨损。