石墨烯/TiAl基高温自润滑材料的摩擦磨损性能研究

在Ti-Al-Cr-Nb自润滑复合材料的基础上,采用粉末冶金真空热压烧结技术制备了添加Al_2O_3、石墨烯的石墨烯/钛铝合金高温自润滑复合材料,并考察了600℃高温下石墨烯含量对Ti46Al2Cr7Nb1Al_2O_3/(62%BaF_2-38%CaF_2)高温自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:随着石墨烯含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率先降低后增加;当石墨烯的含量为0.5vol%时,TiAl基复合材料的摩擦系数最小,磨损率最低;摩擦系数随载荷和转速的增大而降低;该石墨烯/TiAl合金复合材料的磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损。     

纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积工艺制备了纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层，在销盘式滑动磨损试验机上考察了复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能，用扫描电子显微镜分析了其磨损机理。结果表明：在干摩擦条件下，纳米La2O3颗粒增强复合镀层的摩擦磨损性能明显优于微米La2O3颗粒增强复合镀层；纳米La2O3增强镍基复合镀层的磨损主要表现为轻微磨粒磨损特征，而微米La2O3增强镍基复合镀层的磨损机制为剥层磨损和磨粒磨损。     

锡青铜基自润滑复合材料摩擦磨损性能研究

采用冷压烧结方法制备了短碳纤维增强锡青铜基自润滑复合材料和ZQSn663锡青铜,对其力学性能及摩擦磨损性能进行了对比研究,并对磨损机制进行了讨论.结果表明,当碳纤维体积分数小于12%时,锡青铜自润滑复合材料的力学性能优于ZQSn663锡青铜,磨损率和摩擦因数低于ZQSn663锡青铜.当碳纤维体积分数达到12%时,复合材料的摩擦磨损性能达到最佳.扫描电镜和EDS分析结果表明,ZQSn663锡青铜的磨损是以粘着和磨粒磨损共存的机制,以粘着磨损为主;锡青铜自润滑复合材料的磨损是粘着磨损和氧化磨损共同作用的结果.     

Ti_3AlC_2/Cu复合材料的制备与性能

将铜粉与不同体积分数的Ti_3AlC_2粉体混合,采用放电等离子烧结工艺在不同温度(850,900℃)保温20min制备Ti_3AlC_2/Cu复合材料,研究了Ti_3AlC_2含量和烧结温度对复合材料显微组织、相对密度、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:在900℃保温20min烧结后,随Ti_3AlC_2含量的增加,其在铜基体中逐渐呈不均匀分布,复合材料的相对密度减小、硬度增大;同时,复合材料的磨损率和摩擦因数均降低,耐磨性能增强,磨损机制按照犁削磨损和黏着磨损→黏着磨损和磨粒磨损→犁削磨损和轻微黏着磨损依次转变。900℃烧结所得复合材料的相对密度高于850℃烧结的,摩擦因数则低于850℃烧结的。     

TiAl基高温自润滑材料的机械和磨损性能研究

以Ti44Al2Cr8Nb0.5B0.5Al2O3合金粉末为基体材料,添加固体润滑剂62%Ba F2-38%Ca F2共晶体,采用真空热压烧结技术制备抗磨减摩、耐高温、轻质的Ti44Al2Cr8Nb0.5B0.5Al2O3/(62%Ba F2-38%Ca F2)高温自润滑复合材料。研究在600℃高温下、相同接触压力和滑动速度的工况下,62%Ba F2-38%Ca F2共晶体含量对Ti44Al2Cr8Nb0.5B0.5Al2O3/(62%Ba F2-38%Ca F2)高温自润滑复合材料的摩擦磨损性能的影响以及室温工况下,对硬度、相对密度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性的影响。结果表明:随着62%Ba F2-38%Ca F2含量增加,复合材料的相对密度逐渐减小,抗拉强度、冲击韧性、硬度以及延伸率均减小,摩擦系数逐渐减小,磨损率先降低后升高。当62%Ba F2-38%Ca F2体积分数为11%时复合材料的磨损率最低,摩擦系数较小,且其机械性能较好。     

WC粒度对Ni基合金摩擦磨损性能的影响

采用真空热压烧结工艺,制备3种不同WC粒度增强镍基合金复合材料。对复合材料的组织结构、性能以及干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行研究。结果表明:干摩擦条件下,随着WC粒度的增加,复合材料的磨损失重增大,摩擦因数也增大,复合材料的磨损机制由磨粒磨损转向黏着磨损、疲劳磨损以及脆性颗粒剥落。     

(Al2O3+Al3Zr)p/Al-22Si铝基复合材料的制备及摩擦学性能

在Al-22Si-Zr(CO3)2体系中,用熔体原位反应法制备了内生Al2O3和Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,用XRD、EPMA、SEM等方法对复合材料进行物相和显微组织分析;用磨损试验机测试了复合材料的室温干滑动摩擦磨损性能,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:复合材料的磨损性能比基体合金有显著提高,随着内生Al2O3和Al3Zr颗粒体积分数的增加,复合材料的耐磨性能逐渐提高;随载荷增加,复合材料的摩擦因数呈降低趋势,且颗粒体积分数越大,摩擦因数越低;随颗粒体积分数的增大,复合材料的磨损机制由粘着磨损+磨粒磨损向磨粒磨损转变。     

铜包石墨含量对铜锰铝复合材料摩擦磨损性能的影响

为改善铜锰铝合金的烧结性能,并提高其在干摩擦下的摩擦磨损性能,以铜包石墨作为自润滑相加入到铜锰铝合金中,采用等离子真空压力烧结方法制备铜锰铝/石墨复合材料,分析铜包石墨含量对复合材料的密度、硬度的影响,探讨不同复合材料在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明:相比真空和氢气还原气氛下的烧结方式,等离子体烧结铜锰铝...     

纳米ZrO2增强CoCrW基复合材料的制备及高温摩擦学性能研究*

采用粉末冶金技术制备纳米级ZrO_2陶瓷颗粒增强的CoCrW基复合材料,使用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析复合材料的微观形貌和物相组成,通过球-盘式高温摩擦试验机,研究复合材料与Si_3N_4球配副在室温至1 000℃下的摩擦学性能。结果表明:ZrO_2陶瓷颗粒显著提高了复合材料的硬度;复合材料摩擦因数随温度的升高先小幅下降然后升高,并随温度的进一步升高而减小,磨损率随着温度的升高先增大后下降并趋于稳定,其中含ZrO_2复合材料在高温下具有更低的摩擦因数和磨损率,表明ZrO_2陶瓷颗粒显著提高了复合材料的高温耐磨性能。在低温下ZrO_2陶瓷颗粒增强CoCrW基复合材料表现出不同程度的磨粒磨损和塑性变形,高温下的磨损机制为氧化磨损。     

CNTs/AZ91复合材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金法和热挤压工艺制备了碳纳米管增强AZ91镁合金(CNTs/AZ91)复合材料,研究了复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损性能、磨损形貌及磨损机制,并与AZ91镁合金基体的进行了对比。结果表明:由于CNTs的自润滑和增强作用,复合材料的摩擦磨损性能明显优于基体合金的;随着载荷和CNTs质量分数增加,复合材料的摩擦因数逐渐降低;随着载荷增加,复合材料的磨损量增大;在相同的载荷下,复合材料的磨损量随CNTs质量分数的增大而减小;AZ91镁合金的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损,复合材料的磨损机制以轻微的粘着磨损和磨粒磨损为主。     

GF/PTFE自润滑纤维复合材料磨损性能热衰退研究

针对高频摆动关节轴承摩擦热对自润滑纤维复合材料摩擦磨损性能的影响,研制了高频使用条件下的玻璃纤维增强聚四氟乙烯(GF/PTFE)自润滑纤维复合材料,利用MYB～500高频高载摆动摩擦磨损试验机,对其进行不同摩擦温度下的摩擦磨损性能测试,研究摩擦热作用下材料自润滑性能和磨损性能衰退特征,分析磨损产物和摩擦表面以及不同摩擦温度下材料的磨损机理。结果表明,摩擦热对材料自润滑性能影响显著,适当的摩擦温度范围能够保证材料的自润滑性能,摩擦温度和摩擦因数之间互为耦合作用,对材料的磨损性能具有一定的影响;高摩擦热作用于自润滑过程及机理的改变,造成材料的磨损性能衰退现象。因此,不同温度下材料的磨损特征具有明显的差异化,其中低摩擦温度下(60～120℃)材料自润滑性能优异,磨损率很低;140℃摩擦温度条件下材料摩擦磨损性能开始衰退;材料在高摩擦温度下(140～180℃)的磨损初期自润滑性能良好、磨损轻微,而中后期磨损严重。微观分析表明,低摩擦温度下材料的磨损机理以轻微粘着和疲劳磨损为主;高摩擦温度下材料的磨损以片状剥落、纤维剪切破坏为主,且磨损面局部损伤特征明显,磨损严重。     

配副材料对碳纤维增强环氧树脂复合材料摩擦学性能的影响

采用铺层/热压烧结的方法制备交叉铺层的碳纤维增强环氧树脂复合材料,探究配副材料及载荷对铺层材料摩擦学性能的影响,并探讨复合材料的磨损机制。结果表明:随着载荷的增加,复合材料的摩擦因数逐渐降低,磨损率则逐渐增加;在研究的载荷下,复合材料与轴承钢配副时摩擦因数较低,而与Si₃N₄和Al₂O₃陶瓷球配副时润滑性能较差;在低载荷下复合材料与轴承钢配副时磨损率较高,高载荷下则相反。磨损表面形貌分析显示:当施加的载荷较低时,磨损表面形貌主要为犁沟及少量裂纹,磨损机制主要为磨粒磨损;当载荷较高时,高的接触应力使磨损表面产生了大量裂纹并伴随树脂基体脱落,磨损机制由磨粒磨损转变为疲劳磨损。     

共沉淀法制备纳米Al2O3强化铜基复合材料微动磨损研究

采用共沉淀法制备了纳米Al2O3／Cu基复合材料,研究了不同Al2O3含量对铜基复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,复合材料的耐磨性能明显优于基体材料,随着Al2O3含量的增加,复合材料的耐磨性能先升高后下降,以Al2O3含量2％为最佳,相对耐磨性为3．13。纯铜的磨损表现为粘着磨损,而复合材料则逐渐转变为磨粒磨损,并伴有一定的氧化磨损。     

Dry-Sliding Tribological Properties of Bronze–Graphite Composites

Bronze-uncoated and nickel-coated graphite composites were fabricated by powder metallurgy route. The tribological behaviors of composites sliding against AISI52100 steel ball under dry sliding condition were studied using a ball-on-disk tribometer. The nickel-coated graphite composites showed much better tribological properties in comparison with bronze and uncoated graphite composite. The friction coefficient of nickel-coated graphite composites decreased with increasing nickel-coated graphite content. However, the specific wear rate increased with the increase in nickel-coated graphite. The composite containing 15?wt% nickel-coated graphite showed the best self-lubricating properties because the compacted and stable mechanical mixed layer was formed on the worn surfaces. The wear mechanism of bronze 663 is adhesive wear and abrasive wear. The uncoated nickel-coated graphite composite shows the adhesive wear and delamination characteristics. However, the wear mechanism of nickel-coated composites is mildly abrasive wear.     

Friction and Wear Properties of TiAl-Ti3SiC2-MoS2 Composites Prepared by Spark Plasma Sintering

TiAl matrix self-lubricating composites (TMC) with various weight percentages of Ti₃SiC₂ and MoS₂ lubricants were prepared by spark plasma sintering (SPS). The dry sliding tribological behaviors of TMC against an Si₃N₄ ceramic ball at room temperature were investigated through the determination of friction coefficients and wear rates and the analysis of the morphologies and compositions of wear debris, worn surfaces of TMC, and the Si₃N₄ ceramic ball. The results indicated that TMC with 10 wt% (Ti₃SiC₂-MoS₂) lubricants had good tribological properties due to the unique stratification subsurface microstructure of the worn surface. The friction coefficient was about 0.57, and the wear rate was 4.22 × 10^?4 mm³ (Nm)^?1. The main wear mechanisms of TMC with 10 wt% (Ti₃SiC₂-MoS₂) lubricants were abrasive wear, oxidation wear, and delamination of the friction layer. However, the main wear mechanisms of TMC without Ti₃SiC₂ and MoS₂ lubricants were abrasive wear and oxidation wear. The continuous friction layer was not formed on the worn surfaces. The self-lubricating friction layer on the frictional surface, different phase compositions and hardness, as well as density of TMC contributed to the change in the friction coefficient and wear rate.     

磨粒对ADZ复合陶瓷材料磨损性能的影响

采用块 -块摩擦磨损试验机在不同磨粒的 5 %NaOH泥浆中 ,对氧化铝增强四方氧化锆多晶陶瓷材料 (ADZ)的磨损性能进行了研究。研究结果表明尖锐磨粒对ADZ复合陶瓷材料磨损的影响要比球形磨粒严重的多 ,磨料硬度是影响陶瓷材料磨损率的重要因素 ,磨损率随磨粒硬度的提高而增大。在不同形状的SiO2 磨粒的泥浆中ADZ陶瓷材料的主要磨损机理为塑性变形和微犁削。在高硬度Al2 O3磨料的泥浆中ADZ陶瓷材料磨损表面以断裂机制占主导地位。     

WC-10Co-MoS2@Ni自润滑硬质合金与钛合金的摩擦学性能研究

为探究WC-10Co-MoS2@Ni自润滑硬质合金与TC4钛合金的摩擦学性能，通过热压烧结制备不同含量MoS2@Ni的硬质合金试样，采用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、维氏硬度计等分析自润滑硬质合金的组织结构和力学性能，利用往复式摩擦试验机研究干摩擦、切削液环境和深冷环境下硬质合金与钛合金的摩擦学性能。结果表明：随着硬质合金中MoS2@Ni含量的增加，表面孔隙减少，力学性能缓慢下降；在干摩擦、切削液环境和深冷环境下，摩擦因数均随MoS2@Ni含量的增加而降低；钛合金和硬质合金在干摩擦时由于钛合金的黏附，阻碍了MoS2发挥润滑作用，磨损形式以黏着和氧化为主；在切削液环境中磨损形式以磨粒磨损和黏着磨损为主，而在深冷环境下减少了氧化和黏着，其磨损形式主要为磨粒磨损，并伴有分层磨损现象。     

α-Al_2O_3/石墨/双马来酰亚胺自润滑复合材料的研究

采用浇铸成型法制备了α- A l2 O3/石墨 /双马来酰亚胺自润滑复合材料 ,考察了α- Al2 O3的含量和粒径对复合材料摩擦学性能的影响 ,用扫描电镜对磨损形貌和磨屑进行了分析 ,并对其磨损机制进行了探讨。结果表明 :α- Al2 O3颗粒大小对摩擦系数、磨损量以及磨损机制有显著影响 ,含 15 0 0目 α- Al2 O3复合材料的摩擦学性能比含 12 0 0目 α- Al2 O3复合材料的要好得多     

WC颗粒增强钢基复合材料的制备及耐磨性研究

以0.076～0.1mmWC颗粒为增强相,45钢为基体,采用粉末冶金真空烧结法制备颗粒增强钢基表面复合材料,考察了常温压制烧结和温压烧结2种工艺条件下的摩擦磨损性能。结果表明,对于质量配比1∶1的WC和45钢粉末,采用硬脂酸锌作润滑剂,压制温度140℃,压制压力320kN,得到较为理想的复合材料,其耐磨性是Cr15的2.8倍,是同样工艺条件下常温压制试样的2.9倍。