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。     

电火花表面强化TC4钛合金组织特征及性能研究

为研究混粉准干式介质中电火花表面强化TC4钛合金工艺对强化层组织特性的影响,以石墨和紫铜为电极进行电火花表面强化试验。通过强化层微观组织形貌观察、显微硬度测定及摩擦磨损实验分析,研究表明:脉冲电流对强化层性影响较大;采用石墨电极获得强化层表面组织不规则且多层叠和褶皱,显微硬度大,耐磨性能好,而采用紫铜电极强化层表面相对平整,但有微裂纹。电火花放电强化对工件表面整体性能改善显著,显微硬度提高3倍左右,强化层耐磨性能提高7倍左右。     

矿用钛合金钻杆表面复合强化与摩擦性能研究*

为提高矿用钛合金钻杆的耐磨性能,以低成本粉末冶金Ti-Al-Fe-Mo合金为研究对象,采用表面机械碾磨与固相渗碳相结合的创新方式对其表面进行复合强化处理,研究不同表面碾磨道次加渗碳处理的钛合金表面的微观组织及其显微硬度。以氮化硅球为摩擦对偶,对表面复合强化钛合金样品进行往复式滑动摩擦试验,研究钛合金表面强化层对其磨损量、摩擦因数、表面磨痕微观组织的影响规律。结果表明：表面机械碾磨方法可以在粉末钛合金表面形成梯度纳米晶结构;钛合金经过表面机械碾磨处理后可显著提高表面渗碳的深度和均匀度;经表面机械碾磨与固相渗碳复合强化处理的钛合金,其磨损量相比于单一表面渗碳的钛合金降低了近58%。表面复合强化的钛合金摩擦磨损机制以疲劳磨损、黏着磨损、氧化磨损和少量的磨粒磨损为主。     

SLM成形表面织构对TC4钛合金干摩擦磨损性能的影响

基于一步法思路,采用金属3D打印机基于激光选区熔化（SLM）技术制备表面带有凹坑织构的TC4钛合金试样,采用光学相机、超景深显微镜和扫描电镜观察织构成形情况,利用激光共聚焦位移测试仪和显微维氏硬度计分别测试表面粗糙度和表面硬度,在干摩擦条件下采用摩擦磨损试验仪考察不同载荷下织构密度对TC4钛合金试样摩擦学性能的影响,并使用扫描电镜对摩擦实验前后的表面形貌进行分析。研究结果表明：一步法SLM成形能够在TC4钛合金表面获得成形良好的直径500 μm的织构;随着织构密度的提高,钛合金试样表面粗糙度增大,表面硬度有所降低;干摩擦条件下,提高TC4钛合金试样织构密度有利于磨屑的收集从而减少试样的三体磨损,提高载荷有利于改善摩擦副接触状态;5 N载荷下40%织构密度试样的平均摩擦因数和磨痕宽度均最小,与无织构试样相比,平均摩擦因数和磨痕宽度分别降低12%和16%;40%织构密度下,载荷提高会引起摩擦因数的降低和磨损量增大,磨损表面犁沟和片状剥落增多。在干摩擦条件下,3D打印一步法制备的表面织构可以显著改善TC4钛合金的磨粒磨损和黏着磨损。     

深冷高速钢丝锥在攻钛合金时刀具的磨损机理及耐用度

分析深冷处理后的EM35高速钢丝锥在攻钛合金时的磨损型式、破损形态,通过采用不同的攻丝速度攻丝,研究丝锥后刀面的磨损规律和使用寿命,并绘制了v-T曲线图进而推算出深冷处理后,EM35高速钢丝锥在攻钛合金时的经验公式。发现:攻钛合金时粘结磨损为主要失效形式,氧化磨损和磨粒磨损很小。丝锥经深冷处理后主要磨损机理并没有发生改变,但可以细化晶粒,提高刀具表面硬度,增强表面抗磨性能。与未深冷丝锥相比可提高使用寿命87.5%。     

深冷处理对W9Mo3Cr4V刀具耐磨性能影响的研究

采用微机控制的刀具深冷处理装置对W9Mo3Cr4V高速钢成品刀具进行深冷处理研究。对深冷处理后的刀具和未经深冷处理的刀具在硬度、耐用度及金相显微结构方面进行了实验对比。结果表明，深冷处理可以改变高速钢刀具材料的微观组织结构，并在一定程度上提高刀具材料的硬度，增强刀具材料的耐磨损性能。分析了产生这种变化的机理。     

TC4钛合金等离子弧焊接接头组织及性能

采用等离子弧焊接工艺焊接TC4钛合金,通过室温拉伸、显微硬度测试、金相分析及X射线衍射试验,对TC4钛合金等离子弧焊接接头的显微组织和性能进行了研究。实验结果表明:TC4钛合金等离子弧焊接接头焊缝的组织为针状马氏体α'相和残余β相,组织形态为粗大柱状晶,过渡区和近焊缝区中的组织为细小的针状α相和β相、少量的α'相,组织形态为较粗大的等轴晶;接头焊缝熔化区的硬度最高;接头断口的主要微观特征为韧窝,属于延性断裂,但部分区域韧窝很浅,趋向于脆性断裂。     

深冷处理在高铬铸铁中的应用

本试验中将深冷处理工艺引入高铬铸铁的性能研究,初步探讨了深冷处理对材料宏观力学性能及耐磨性的影响。试验结果表明适当的深冷处理能够提高高铬铸铁硬度、冲击疲劳性能及滑动磨损与滚筒磨损性能,但其作用效果有限。     

激光冲击强化对TC17表面硬度的影响

TC17钛合金叶片耐磨性较差,在航空发动机恶劣的使用环境下受到冲刷磨损的作用易引发疲劳断裂。研究利用激光冲击强化技术对TC17钛合金进行表面强化,结果表明:激光冲击强化能够显著提高TC17材料硬度,提升材料抗冲刷磨损性能。从不同冲击参数强化后硬度测试结果得出,功率密度4GW/cm2、冲击三次为TC17钛合金最佳的激光冲击强化工艺参数,其硬度提高幅度达到10%以上,并且影响深度超过1mm。激光冲击强化过程中引入的表层晶粒纳米级细化及次表层高密度位错是材料硬度提高的主要原因。     

TC4固态渗碳化硼的试验研究

为改善钛及钛合金的表面性能,对TC4在不同温度条件下固态渗碳化硼后的渗层显微组织及硬度等情况进行了试验研究。结果表明,渗层在表面为致密分布的化合物层,而在基体内部则形成沿晶界分布的板条状或等轴状的颗粒扩散层;表面碳化硼处理可以显著提高TC4的表面硬度,而且由表及里具有良好的硬度梯度;断口形貌分析发现材料由韧性断裂转变成脆性断裂。     

碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料摩擦磨损性能及抗摩擦静电特性研究

利用真空热压烧结技术制备了不同碳纤含量的碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料,采用热导率分析仪和热重测试仪对材料的热学性能进行表征,并利用多功能摩擦磨损试验机、三维形貌轮廓仪、扫描电子显微镜和摩擦静电计对材料的摩擦磨损性能和抗摩擦静电性能进行分析。分析结果表明：随着CF添加量的增加,复合材料摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压先降低后升高,当CF添加量(质量分数)为20%时,摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压达到最低,分别为0.247、5.6×10^-6 mm/(N·m)和3.3 V,证明此种方法制备的20%CF/PEEK材料具有优异的摩擦磨损性能和抗静电性能。CF/PEEK复合材料磨损机理以黏着磨损为主,并且伴随着轻微的磨粒磨损。     

润滑脂流变特性与小模数齿轮运转性能相关性研究

采用HAAKE RS6000高级旋转流变仪测试7种润滑脂的屈服应力、弹性模量、黏弹性、触变性和剪切时变性,分析润滑脂流变性对小模数齿轮运转性能的影响。结果表明:润滑脂在齿轮间运转过程中,运转电流和降噪性能与润滑脂流变性具有相关性,受流变特性的影响;稠度接近条件下,基础油黏度最高的润滑脂有最高的电流和最低的噪声;稠化剂含量低的润滑脂对齿轮降噪有利,但是并非稠化剂含量越低越好,稠化剂很少时,其黏附性减弱,齿轮运转过程中,润滑脂不易粘附于齿轮而起到降噪减摩效果。     

Lubricating Properties of Oil-In-Water Emulsions

Experiments are described in which elastohydrodynamic and boundary lubrication properties of O/W emulsions of mineral oil are studied with a variety of nonionic surfactants as the emulsifying agents. The changes in the minimum elastohydrodynamic film thickness are determined with different surfactants, with changes in oil concentration, with changes in emulsifying agent concentration, and with blending of different surfactants. These results can be quantitatively explained by a theory which assumes trapping of oil particles between steel surfaces with a certain probability. It is then shown that this trapping probability is correlated to the 'displacement energy' at the oil-water-steel boundaries. On the other hand, boundary lubrication properties of the emulsions are exclusively governed by those of the surfactants themselves suggesting that, under these lubricating conditions, their adsorbed films play a dominant role.     

Properties of elastic abrasive wheels

The properties of an elastic abrasive tool are considered: specifically, its rigidity, elastic modulus, Poisson’s ratio, and cutting microrelief. On that basis, the interaction of the tool with the machined surface is analyzed, and the material removed and the final surface roughness are determined.     

Properties of extended predictive control

Many tuning strategies for model predictive control algorithms have been proposed in the literature depending on the conditionality of the system matrix and the choice of its cost function. In this paper, the properties of a new predictive controller termed extended predictive control (EPC) are investigated and presented. These properties are important to the understanding of the unique tuning strategy of EPC. EPC is based on the assumption of infinite horizon which is preferable to guarantee stability. The EPC properties are derived using a second order plant with relatively large dead time and is applicable to any open-loop stable system. The tuning strategy of EPC was applied to generalized predictive control with good results.     

Tribological Properties of Nanodiamond-Epoxy Composites

Owing to its superior mechanical properties, nanodiamond (ND) holds great potential to improve tribological characteristics of composites. In this study, we report on the wear and dry friction of epoxy-ND composites prepared from as-received and aminated ND across the length scale range from macro to nano. Comparison of macroscale, microscale, and nanoscale frictional behavior shows that ND is highly effective in improving the wear resistance and friction coefficients of polymer matrices across the different length scales. Although with both types of ND wear resistance and friction coefficients of epoxy-ND composites were significantly improved, aminated ND outperformed as-received ND, which we account to the formation of a strong interface between aminated ND and the epoxy matrix. This study also shows that agglomerates within epoxy-ND composites containing 25?vol.% ND were able to wear an alumina counterbody, indicating very high hardness and Young??s modulus of these agglomerates, that can eventually replace micron sized diamonds currently used in industrial abrasive applications.     

RR反射器的反光特性与误差分析

介绍了RR反射器的结构,讨论了RR反射器的反光特性,重点对角偶的几种角度误差进行了分析,建立了角度误差对光线偏差影响的函数关系,同时,对一组计算数据作了定量的分析和讨论,以作为角偶制作精度的参考依据。     

刚体—微梁系统的动力学特性

由于微尺度领域材料的力学性能存在尺度效应,使得微梁的动力学性态较传统的大尺寸柔性梁的动力学性态呈现明显的不同。对中心转动刚体、柔性微梁组成的刚体—微梁一类刚柔耦合系统的动力学特性进行研究。在柔性微梁变形位移中,计及横向位移引起轴向缩短的耦合变形量,采用偶应力理论(又称Cosserat理论)研究微梁动力学特性的尺度效应,由Hamilton原理推导出系统考虑尺度效应的刚柔耦合动力学方程。在此基础上,分析微梁固有频率对微尺度的依赖性,比较在不同转速下零次近似模型和一次近似模型振动频率的差异,从而确定在考虑尺度效应的微尺度下零次近似模型的适用范围,最后分析尺度效应和耦合变形量对微梁刚度的影响。研究表明,尺度效应提高微梁的固有频率,尺度效应对微梁刚度的影响是静态的,耦合变形量对微梁的刚度的影响与转速有关。     

新型磁流变胶的流变性能

研制了一种新型的磁流变胶,通过稳态和动态剪切试验对其流变性能进行了测试.结果表明:在较大磁场作用下磁流变胶的剪切应力对剪切率的依赖性很小,并具有较大的剪切应力;其线性粘弹性区域随着外加磁场的增大而变宽;其储能模量G1在外加磁场作用下可以达到7.98MPa(H=102.8 kA·m-1),并且与磁流变液一样在外加磁场作用下其G1曲线也出现了三个明显的变化区域.