精密齿轮传动RV减速器研究现状

RV减速器因具有传动精度高、回差小和寿命长等优点,被广泛应用于精密机械系统中。梳理了国内外RV减速器的研究现状,展示了RV减速器传动误差、回差、扭转刚度、磨损寿命和加工工艺方面研究成果,分析对比国内外现阶段RV减速器产品性能,发现国产产品在精度保持性和产品一致性方面与国外仍存在差距。最后从研究层面对国内RV减速器的发展提出了针对性建议。     

类金刚石膜超低摩擦行为的研究进展

近年来,高硬度、低摩擦、高耐磨性的类金刚石(Diamond like carbon,DLC)膜引起了国内外学术界和工业界极大的研究兴趣,尤其是它的超低摩擦行为。首先从宏观和微观角度分析了DLC膜超低摩擦的起源,研究发现DLC膜的微观结构和测试环境是影响DLC膜实现超低摩擦的主要因素,而DLC膜的微观结构由其制备工艺决定。然后系统讨论了制备工艺(包括制备方法、反应气源、掺杂元素和基体材料等)和测试环境(包括真空与干燥惰性气体环境、潮湿环境、高温环境、载荷和滑动速度等)对DLC膜超低摩擦行为的影响规律。最后归纳分析了目前对DLC膜超低摩擦机理的几种解释,指出DLC膜作为超低摩擦材料仍需解决的问题及未来的研究趋势。     

类金刚石碳膜高温摩擦学性能的研究进展

航空、航天、核能等高尖端技术迫切要求使用耐高温、耐磨、低摩擦的固体润滑涂层以保护金属零部件的表面,增加发动机、推进器等航空、航天等领域关键零部件的工作效率、输出功率和使用寿命。上世纪80年代国际摩擦学界根据工业和国防的需要将高温润滑涂层和耐磨材料定为摩擦学学科发展的重要研究方向之一。本文综述了近年来国内外高温工况条件下类金刚石碳膜的摩擦学性能研究成果,总结了类金刚石碳膜在高温环境下的摩擦学性能及其影响因素规律,阐述了类金刚石碳膜高温摩擦学行为的分析方法,提出了类金刚石碳膜高温摩擦学性能研究中存在的问题和未来发展的研究方向。     

TiNi形状记忆合金低速冲击性能的数值模拟

采用有限元法数值模拟了TiNi形状记忆合金(SMA)的低速冲击性能。考察马氏体相变过程中不同伪弹性模量和弹性应变极限对TiNi合金低速冲击性能的影响。结果表明,随着冲击速度的增加,4种材料的最大接触载荷和位移量都呈线性增加趋势;冲击速度相同时,3种不同伪弹性模量TiNi合金试样的最大接触载荷和位移量近似相等且都低于45#钢,TiNi合金试样产生的最大Von Mises应力和最大塑性应变都低于45#钢;超弹性模量为2.9GPa的TiNi合金产生的最大Von Mises应力和最大塑性应变均最低。TiNi形状记忆合金较低的超弹性模量和较大的弹性应变极限能够减小冲击过程中的最大Von Mises应力,抑制高塑性应变的产生并使塑性变形区域减小,从而提高TiNi合金的抗冲击性能。     

均匀设计法在聚醚醚酮复合材料摩擦学特性试验中的应用研究

采用均匀设计法设计了CF/SiO2/PTFE/PEEK复合材料,并模压成型;在摩擦磨损试验机上研究了PEEK复合材料的摩擦学特性,应用回归分析法对其摩擦学特性试验数据进行了分析,得到了摩擦学特性参数的回归公式。结果表明,均匀设计法应用于PEEK复合材料的摩擦学特性研究是可行的,能有效预测复合材料的摩擦学特性参数,回归分析结果与复合材料的摩擦磨损试验数据相吻合。     

304不锈钢纳米晶粒表层液体氮碳共渗后的结构和力学性能

采用表面机械研磨处理(SMAT)在304不锈钢表面形成纳米晶粒表层,对粗晶粒和表面纳米化的304不锈钢试样采用一种较为环保的新型介质在450℃进行氮碳共渗(分别标记为CG-NC和SNC-NC试样)。结果表明,氮碳共渗的两种试样表面光滑,表层主要由含氮的S相组成,但SNC-NC试样仍保留纳米晶粒的表面结构。SNC-NC试样的氮原子扩散深度(13.3μm)、硬度(1040 HV0.05)和耐磨性都高于CG-NC试样(8.2μm,780 HV0.05)。     

工况参数对类金刚石膜摩擦学性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术在高速钢基体上以C2H2为反应气源制备了含氢类金刚石(DLC)膜.使用激光拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪和原子力显微镜分析和观察了DLC膜的微观结构及表面形貌,结果表明:DLC膜表面由纳米级别的圆形颗粒堆积而成,其结构呈现出DLC的典型Raman光谱特征,薄膜中的碳元素主要以sp2C键、sp3C键和C-O键的形式存在.以G Cr15钢球为摩擦配副,在球盘式摩擦磨损试验机上考察了DLC膜在大气干摩擦条件下的摩擦学性能.实验结果发现:在摩擦初始阶段,DLC膜的摩擦系数从实验开始到达峰值的时间随着载荷和速度的增大都是减少的;而在摩擦稳定阶段,DLC膜的平均摩擦系数随着载荷和速度的增大先减小后增大;速度对DLC膜摩擦系数的影响比载荷更加显著.用扫描电子显微镜观察了磨痕形貌并分析了磨损机理:DLC膜的磨损特征主要为以犁沟现象为主的粘着磨损.随着速度的增加,磨痕表面犁沟现象变弱;而随着载荷的增加,磨损表面的犁沟现象变明显.     

抗磨添加剂对不同服役阶段润滑油摩擦学性能的影响

采用黏度测试仪测定新油及3种不同服役阶段润滑油的黏度,采用UMT-II摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,并同时考察3种在用润滑油添加抗磨添加剂后的摩擦学性能。研究结果表明:润滑油的黏度随着运行里程数的增加呈现先降后增的趋势;随润滑油运行里程数的增加,润滑油的摩擦因数增大,导致试验钢球的磨损量也增加;抗磨添加剂对不同服役阶段的润滑油的抗磨性能影响程度不同,在磨合磨损期和正常磨损期,加入抗磨添加剂后并不能改善润滑油的抗磨性能,而在异常磨损期,抗磨添加剂的加入可较好地改善润滑油的抗磨性能。     

退火温度对DLC膜热稳定性及摩擦学性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术分别在氮化硅陶瓷球和高速工具钢圆盘表面制备了类金刚石(DLC)膜。使用箱式电阻炉对DLC膜在大气环境中进行高温退火处理以研究环境温度对DLC膜摩擦学性能的影响;并分别采用激光拉曼光谱仪和球-盘式摩擦磨损试验机对退火处理前后DLC膜的结构和摩擦学性能进行了研究。采用金相显微镜观察了摩擦副磨损表面的形貌。研究发现,随着退火温度的升高,DLC膜中sp3杂化键向sp2杂化键的转化加快,当退火温度为600℃时,DLC膜发生严重的石墨化。而当退火温度为400℃时,DLC膜的摩擦系数及磨损率最小。拉曼测试表明400℃退火处理后DLC膜表层含有Si及SiO2,在摩擦过程中形成了含SiC的转移膜,使得DLC膜的摩擦系数明显降低,磨损减小。研究结果表明,退火处理对DLC膜的热稳定性和摩擦学性能有重要的影响。     

类金刚石膜的高温摩擦特性及热力学分析

采用等离子体增强化学气相沉积技术在H13钢基体上制备了含氢类金刚石(DLC)膜,摩擦配副为镀制了DLC膜的440C钢球。采用高温摩擦磨损试验机考察了DLC膜在大气环境下的高温摩擦特性。实验结果表明:DLC膜的摩擦特性随温度的升高而恶化。在摩擦初始阶段,温度低时DLC膜的摩擦系数随温度的升高而减少;而温度升高到400℃时,DLC膜的摩擦系数高达0.8。采用激光拉曼光谱仪及光学显微镜分析和观察了不同温度下摩擦副磨损表面的微观结构和表面形貌,并从热力学的角度研究了DLC膜及钢基体在大气环境下的摩擦特性。采用吉布斯自由能判据分析了高温下摩擦副摩擦化学反应发生的规律,实验结果与理论分析吻合较好,研究结果对DLC膜高温摩擦学性能的研究和设计提供参考。