类金刚石薄膜的摩擦学特性研究进展

类金刚石薄膜(DLC)具有优良的摩擦磨损性能,但是DLC薄膜的摩擦学特性强烈依赖于制备技术、摩擦接触点的表面化学状态和物理状态,因此进一步提高类金刚石薄膜的摩擦学特性是目前的热门研究方向之一.在综合分析了近年来该领域研究的基础上,总结了影响DLC薄膜摩擦学性能的因素,并分析了各个因素的影响机理,以期找出一些规律为适应类...     

S-(1H-苯并咪唑-2-基)甲基烷基黄原酸酯的合成及其摩擦学性能初步研究

合成了2个新型S-(1H-苯并咪唑-2-基)甲基烷基黄原酸酯无灰无磷环境友好型润滑油添加剂烷基黄原酸基亚甲基苯并咪唑衍生物;利用1H NMR、13C NMR、IR、UV、MS和元素分析对其结构进行了表征;利用热重实验和油溶性实验考察了其热稳定性及其在有机溶剂中的溶解性;利用四球摩擦磨损实验机考察了合成的添加剂在液体石蜡中的摩擦学性能。结果表明,制备的添加剂可有效地提高液体石蜡的承载力。     

真空度对TiB2/Al复合材料摩擦行为的影响（英文）

在不同真空度条件下(0.01、0.03、0.05、0.07和0.1MPa),采用销盘式摩擦磨损试验机研究气压对TiB2/Al复合材料的摩擦学行为的影响。结果表明:随着气压的增加,摩擦系数呈现下降的趋势,而磨损率变化不大。能谱分析表明,随着真空度的升高,磨损表面的Fe含量逐渐下降,与摩擦系数的下降趋势保持一致。     

工业纯铝等通道球形转角膨胀挤压变形的力学与摩擦学性能

对传统等通道转角挤压工艺(equal channel angular extrusion,ECAE)进行改进,提出一种新型剧烈塑性变形法(severe plastic deformation,SPD)——等通道球形转角膨胀挤压(equal channel angular expansion extrusion with spherical cavity,ECAEE-SC)。该工艺通过耦合镦-剪-挤等多种变形效应,可在单道次挤压下实现坯料内部较大的塑性应变累积,进而获得理想的晶粒细化与性能提升效果。在室温条件下采用ECAEE-SC工艺对工业纯铝(Al-1060)进行单道次挤压,并与相同条件下的2道次ECAE处理变形结果进行对比。采用EBSD、SEM等测试手段,研究了工业纯铝经ECAEE-SC变形晶粒特征与磨损表面形貌,并测试了变形材料显微硬度、拉伸性能与摩擦学性能。结果表明,在ECAEE-SC工艺剧烈塑性应变诱导下,工业纯铝经单道次挤压变形后晶粒显著细化,呈典型的剪切条带状特征。与初始退火态相比,变形材料显微硬度与抗拉伸强度分别提升了92.6%和91.8%,且性能提升效果明显优于2道次ECAE变形。同时,ECAEE-SC工艺有效提高了工业纯铝的耐磨性能,工业纯铝变形后表面磨痕宽度最小,磨痕深度最浅,其磨损机理以磨粒磨损为主导。     

Y掺杂对(Cu56Zr44)1-xYx合金非晶形成能力及摩擦学性能的影响

为开发远离Cu_(56)Zr_(44)共晶点的新型非晶合金,探索生物质燃油新能源汽车活塞新材料,采用单辊旋淬法制备了(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x (x=0, 1, 3, 5, 7, 9, at%)试样,表征了试样物相、热力学参数、纳米硬度,测试了试样在乙醇汽油稀释机油润滑下的摩擦学性能。结果表明:(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x试样为完全非晶结构。随着Y含量从1at%增至9at%,(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶试样的ΔT_x和T_(rg)分别从61K降至51K和从0.670降至0.658,但高于Cu_(56)Zr_(44)非晶试样的49K和0.644,即Y掺杂有效地增强了Cu_(56)Zr_(44)-基合金的非晶形成能力(glassformingability,GFA)和热稳定性。随着Y含量从1at%增至9at%,(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶试样纳米硬度从8.83 GPa降至7.33 GPa (但仍高于Cu_(56)Zr_(44)的6.82 GPa),在10和20 N 2种载荷下的摩擦系数和磨损率随之增加(但仍低于Cu_(56)Zr_(44)),即Y掺杂明显地提升了Cu_(56)Zr_(44)-基合金的力学和摩擦学性能,且掺杂1at%Y的试样具有最强的GFA和热稳定性,同时展现出最优的减摩抗磨性能。相同实验条件下,(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶试样的摩擦系数和磨损率均低于ZL109铝合金,2种载荷下磨损率最高降幅分别高达98.62%和97.79%,即(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶合金在乙醇汽油稀释机油下比ZL109铝合金展现出更优异的减摩抗磨性能,这也为生物质燃油新能源汽车活塞材料的研发提供了一定的理论与实验参考。     

三维连续网络Ti2AlC/TiAl复合材料高温摩擦磨损行为研究

采用真空热压制备了三维连续网络Ti2AlC/TiAl复合材料,在明晰其高温氧化行为的基础上,利用摩擦磨损试验机对复合材料的高温氧化磨损行为及其机理进行了研究。结果表明,高温氧化条件下,复合材料表面在600℃以下生成Al2O3藓状氧化物,在800℃时生成TiO2聚集团以及TiO2和Al2O3的氧化物混合层;随着温度的升高,氧化膜的润滑作用使得摩擦系数降至0.3237,基材的软化与TiO2聚集团的突出生长使得磨损速率逐渐升至4.5×10-4mm3/(N.m),磨损机理由磨粒磨损转变为磨粒磨损与氧化磨损的混合磨损。     

Structural characteristics and high-temperature tribological behaviors of laser cladded NiCoCrAlY–B4C composite coatings on Ti6Al4V alloy

In order to improve the hardness and tribological performance of Ti6Al4V alloy, NiCoCrAlY–B₄C composite coatings with B₄C of 5%, 10% and 15% (mass fraction) were fabricated on its surface by laser cladding (LC). The morphologies, chemical compositions and phases of obtained coatings were analyzed using scanning electronic microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS), and X-ray diffraction (XRD), respectively. The effects of B₄C mass fraction on the coefficient of friction (COF) and wear rate of NiCoCrAlY–B₄C coatings were investigated using a ball-on-disc wear tester. The results show that the NiCoCrAlY–B₄C coatings with different B₄C mass fractions are mainly composed of NiTi, NiTi₂, α-Ti, CoO, AlB₂, TiC, TiB and TiB₂ phases. The COFs and wear rates of NiCoCrAlY–B₄C coatings decrease with the increase of B₄C content, which are contributed to the improvement of coating hardness by the B₄C addition. The wear mechanisms of NiCoCrAlY–B₄C coatings are changed from adhesive wear and oxidation wear to fatigue wear with the increase of B₄C content.     

软/硬质摩擦偶件材料对Ni3Al基涂层宽温域内摩擦学行为的影响

目的 合理选用摩擦偶件材料,以减缓Ni3Al基涂层宽温域内的摩擦磨损.方法 分别以WC-Co和316L为摩擦偶件,研究25～800℃内其对Ni3Al基涂层润滑和磨损机理的影响.采用高温硬度仪测试摩擦偶件在不同温度时的硬度,采用附带能谱仪的扫描电子显微镜观察磨损表面、磨斑和磨屑的形貌并测试成分,采用拉曼散射仪测试磨损表面和磨斑的成分.结果 在25～800℃,随温度的升高,两种摩擦副的摩擦系数具有一致的变化规律.与WC-Co对摩时,涂层在各温度下均具有低磨损率,且随温度升高,磨损率呈下降趋势.在25～200℃,与316L对摩时,涂层主要表现为粘着磨损和磨粒磨损,而与WC-Co对摩时,涂层在高接触应力下发生塑性变形,抑制Ag润滑相析出和涂层剥落,使其较前者具有高摩擦系数和低磨损率.在400℃,与WC-Co对摩时,高接触应力下产生的摩擦热促使涂层发生轻微的氧化,形成NiO和NiCr2O4,使其减摩性能优于Ni3Al/316L摩擦副.在600～800℃,与316L对摩时,涂层由严重的粘着磨损转变为氧化磨损;而与WC-Co对摩时,涂层由氧化磨损和剥层磨损转变为氧化磨损.此外,800℃时,Ni3Al/316L摩擦副的摩擦磨损发生在光滑润滑膜与粗糙转移膜之间,而Ni3Al/WC-Co摩擦副发生在光滑的润滑膜与转移膜之间.结论 在25～800℃,涂层与316L和WC-Co对摩时均具有良好的减摩性能,且与WC-Co对摩时具有更优的耐磨性能.     

W6Mo5Cr4V2/A100复合材料的制备及摩擦性能

为了提高A100钢的摩擦学性能,采用气雾化法制备纯A100钢粉末及分别添加10%、17%、23% W6Mo5Cr4V2高速钢的W6Mo5Cr4V2/A100合金粉末,再利用粉末冶金工艺制备W6Mo5Cr4V2/A100复合材料。研究不同含量W6Mo5Cr4V2钢对复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并探讨其磨损机理。结果表明,随着W6Mo5Cr4V2钢含量的增加,复合材料的硬度先上升后下降,且摩擦因数和磨损率都有不同程度的降低,但是材料的密度和韧性都略微下降。当W6Mo5Cr4V2钢含量为17%时,复合材料的摩擦性能最优,这与其优异的微观结构和力学性能有着密不可分的关系。     

硬度对螺旋槽水润滑橡胶推力轴承摩擦磨损性能影响的实验研究*

水润滑橡胶推力轴承是船舶推进系统中提供轴向支撑力的重要零部件,其摩擦磨损特性严重影响船舶推进工作性能。开展螺旋槽水润滑橡胶推力轴承实验,测试2种橡胶硬度推力轴承在不同工况下的摩擦力,以及高速重载工况下实验前后橡胶层的表面形貌,分析转速、载荷、旋转方向、橡胶层硬度对摩擦因数的影响,以及推力轴承的主要磨损形式。结果表明:相同载荷下,随着转速的增加,2种硬度推力轴承的摩擦因数呈显著下降趋势,摩擦因数下降幅值最大达到了0.51;在高速时,载荷对摩擦因数的影响不显著;高硬度推力轴承在低速时摩擦性能表现更优,而低硬度推力轴承在高速重载条件下不易发生黏着磨损,因此,建议在低速重载条件下使用高硬度橡胶推力轴承,而高速重载条件下使用较低硬度的推力轴承。