陶瓷润滑油添加剂对钢-钢接触疲劳及磨损性能的影响

研究了一种以羟基硅酸铝为主的陶瓷润滑油添加剂对钢-钢接触疲劳及磨损性能的影响。利用球-棒疲劳试验机进行试验，证明该陶瓷添加剂提高了摩擦副接触疲劳寿命L10 1．3倍，改善了钢的磨损性能。通过扫描电镜分析，发现在点蚀坑内和点蚀坑的边缘存在微裂纹被覆盖的现象；纳米压痕测试结果表明，接触表面已经形成了一层白亮色物质，并具有极高的硬度。它们可以解释陶瓷添加剂提高接触疲劳寿命及改善磨损性能的原因。  

电压对AZ31镁合金微弧氧化涂层微观结构及腐蚀性能的影响

为研究过程参数对镁合金微弧氧化涂层的微观结构及耐腐蚀性能的影响,在AZ31镁合金基体上,采用不同电压,在电解液磷酸三钠(Na3PO4)中制备微弧氧化涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜,分析膜层腐蚀前后的微观组织结构；通过X射线衍射仪(XRD)分析涂层样品腐蚀前后的相组成.采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试对涂层的耐腐蚀性能进行评价.结果表明:AZ31镁合金微弧氧化涂层主要由Mg3(PO4)2,MgO,Mg和少量MgAl2O4组成,腐蚀产物由Mg(OH)2,quintinite和Ca10(PO4)6 (OH)2组成.在电压为325 V,频率3 000 Hz,氧化时间为5 min下制备的微弧氧化涂层具有最致密均匀的微观形貌和最小的腐蚀电流密度,因此表现出最强的耐腐蚀性能.  

陶瓷润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响

研究了金属陶瓷润滑油添加剂在球（销）盘磨损试验机上对钢/钢摩擦副摩擦学性能的影响及其作用机理,采用扫描电镜,原子力显微镜,纳米压痕仪,X光衍射仪等仪器对摩擦表面形成的金属陶瓷修复层进行了分析.结果表明,该添加剂对钢/钢摩擦副具有很好的抗磨作用,试验中反复出现的负磨损现象体现了其显著的动态自修复功能;在钢/钢摩擦副表面形成的金属陶瓷修复层,粗糙度可低至十几个纳米,硬度高达16GPa,对改善摩擦学性能发挥了重要作用;但XRD广角衍射和小角掠射的分析都只发现基体α-Fe相,没有发现其它新相.陶瓷润滑油添加剂代表当前添加剂领域中一种最新发展趋势,其作用机理有待进一步深入系统的研究.  

超声波冷锻对Cr12MoV钢渗氮组织与性能的影响

为优化渗氮工艺,提高渗氮层的厚度与硬度,提出用超声波冷锻技术(Ultrasonic cold forging technology,UCFT)对Cr12MoV模具钢进行表面纳米化预处理,并在450℃和520℃两个温度条件下离子渗氮.采用扫描电镜、金相显微镜、白光形貌仪、X射线衍射仪和维氏显微硬度计对样品的微观组织结构和性能进行表征.结果表明:UCFT是一种能与离子渗氮有效复合的预处理工艺,经UCFT表面纳米化预处理后,Cr12MoV模具钢表面形成表面硬度约520 HV,厚度为350 μm的塑性变形影响层；经UCFT表面纳米化预处理后和离子渗氮复合处理后,渗氮层厚度与硬度与原始样品直接渗氮相比有显著提高；UCFT预处理后在520℃离子渗氮4h,材料表面硬度可高达1350 HV,复合改性层厚度也可增至约400 μm.  

掺钨类金刚石膜离子渗硫后的微观结构与摩擦学性能

探讨了掺钨类金刚石(W-DLC)膜沉积及离子渗硫两步合成DLC和WS2复合固体润滑膜的新方法。利用低温离子渗硫技术对4种钨含量的W-DLC膜进行离子渗硫处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇扫描探针(SAM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱仪(Raman),纳米硬度计(Nano-indenter)和摩擦磨损试验机考察了渗硫处理后W-DLC膜的微观结构与摩擦学性能。结果表明:渗硫处理使W-DLC膜中生成了WS2,促进了DLC膜的石墨化,并降低了其纳米硬度;随钨含量增加,渗硫处理的W-DLC膜纳米硬度逐渐升高,摩擦系数和磨损率逐渐减小,渗硫后的27.7%W-DLC膜表现出最优异的摩擦学性能。  

热处理对中频感应重熔NiCrBSi涂层抽油光杆性能的影响

采用火焰热喷涂-中频感应重熔技术在20CrMo抽油光杆基体表面制备NiCrBSi涂层并进行热处理,采用扫描电镜、显微硬度计、X射线应力测试仪、万能试验机和疲劳试验机等仪器,研究了热处理工艺对涂层光杆组织、硬度、表面应力、力学性能和疲劳性能等方面的影响。结果表明,中频感应重熔NiCrBSi涂层的制备和热处理对光杆基材表层组织、硬度和表面应力影响较大,热处理温度对涂层的硬度影响不显著;涂层制备和热处理会显著降低杆体的疲劳性能,重熔处理工艺的抗拉强度最大但塑性指标很差,并在疲劳试验中出现典型脆性断口,高温热处理工艺可以使涂层光杆获得较好的拉伸力学性能;普通20CrMo抽油光杆以磨损、腐蚀和疲劳断裂为主要失效原因,而NiCrBSi涂层/20CrMo光杆疲劳性能的显著降低可能成为其失效的主要原因。  

SiO2、Al2O3、ZrO2对磨副材料对离子渗氮工业纯钛TA2磨损性能的影响

研究了离子渗氮处理工业纯钛TA2与硬质材料对磨的磨损性能.采用球盘摩擦磨损试验机评价摩擦学性能,选取了3种硬度的对磨副材料SiO2、A1203、ZrO2.利用光学显微镜、白光三维形貌仪、X射线衍射仪和显微硬度计分别对渗氮前后TA2的微观组织结构和硬度进行表征,并分析磨痕的表面形貌及元素组成.结果表明,渗氮后TA2表面生成了80 μm厚的TiN、Ti2N和α-Ti(N)硬质相渗氮层,表面硬度由140 HV提高至1260 HV,耐磨性能得到了提高.未处理样品的磨损机制主要是严重的黏着磨损、塑性形变和一定程度的磨粒磨损;渗氮样品的磨损机制主要为磨粒磨损,磨损率随对磨副材料硬度的升高而增大.  

超声表面滚压处理铝合金钻杆的高温摩擦学性能

为了提高铝合金钻杆的耐磨性，利用超声表面滚压技术（USRP）对2219铝合金钻杆材料进行表面强化处理。采用透射电子显微镜（TEM）表征了USRP处理后铝合金的晶粒大小，采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计测量了强化层的微观形貌、相组成和显微硬度，并利用高温摩擦磨损试验机评价了试样的摩擦学性能，对磨副为玛瑙球。结果表明，经USRP处理后2219铝合金表面形成了纳米晶和厚度约500 μm的塑性强化层，表面硬度由120 HV_0.05提高至190 HV_0.05。随着摩擦磨损试验温度的升高，未处理试样和USRP试样的平均摩擦因数和磨损率都逐渐增大。在相同试验温度下，USRP试样的平均摩擦因数和磨损率均小于未处理试样的。未处理试样和USRP试样的磨损机制主要是黏着磨损和磨粒磨损。  

Mo离子注入和离子渗硫对TiN涂层微观结构和表面性能的影响

为进一步改善氮化钛涂层的摩擦学性能，分别采用高剂量Mo离子注入和低温离子渗硫技术对TiN涂层表面进行处理。采用扫描电子显微镜（SEM）、光学形貌仪、扫描俄歇系统（SAM）、X射线衍射仪（XRD）和纳米压痕仪等分析TiN涂层处理前后的表面形貌、元素分布、微观结构和纳米硬度。利用球盘摩擦磨损试验机在干摩擦条件下考察涂层的摩擦学性能，并利用光学形貌仪和SEM进行磨损表面分析。结果表明，大剂量Mo离子注入后，TiN涂层表面Mo离子深度接近200 nm，涂层硬度明显降低，涂层磨损剧烈程度得到显著改善，磨损率和摩擦因数分别降低约35%和40%；低温离子渗硫复合处理后，TiN涂层表面溅射明显，Mo的深度降低约50%，摩擦学性能难以进一步明显改善。  

激光表面织构形状参数对钛合金摩擦学性能的影响

针对钛合金耐磨性差的问题，利用激光技术在TC4钛合金样品表面刻蚀出具有不同形状、间距和宽度（直径）的织构，基于CSM球盘式摩擦磨损试验机研究织构形状参数对钛合金在油润滑条件下摩擦学性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）观察钛合金表面织构的微观形貌及磨痕形貌，利用白光干涉仪测试表面织构和磨痕的三维轮廓并通过计算得到磨损率。结果表明，网格型织构的摩擦因数比沟槽型和点阵型织构更小并且更稳定。织构的间距和宽度（直径）等形状参数显著影响钛合金的磨损性能。原始表面抛光钛合金样品磨损率高于表面织构处理后样品，原始钛合金样品的磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损，而由于表面织构能起到收集磨屑，储存润滑油的作用，从而显著提升了钛合金的耐磨性。