固体表面特性对摩擦学性能的影响

摩擦学是研究作为相对运动的相互作用的表面及其有关理论与实践的一门科学和技术。因此,摩擦副材料的表面及其固体化学特性便不可避免地影响其摩擦学性能,对这方面所作的研究性尝试无疑会丰富我们关于固体化学和摩擦学的认识。 1.固体晶面对摩擦学性能的影响 表1列出了晶粒钨在不同晶面上的摩擦系数,晶面分别为{110}、{210}、{100}面,同时还列出了吸附质H_2、O_2、CO_2、H_2S对摩擦系数的影响。从中可见,固体表面上不同晶面的摩擦学行为是有较大差异的。 一般而言,金属的摩擦系数,在原子密度最大、表面能量最低的晶面上有最低值。在体心立方结构中,一般为{110}面,在面心立方结构中为{111}面,在紧密堆集六方结构中为{0001}面。     

盘形凸轮表面粗糙度对其动态特性的影响

以前的研究已经表明盘形凸轮的制造方法和凸轮从动件性能的动态质量之间在统计学上的重要关系。本文设计和制造的凸轮动态试验装置(CDTF)在调速和负载控制的条件下运行,可以采用各种技术加工而成的凸轮。动态试验的内容有:从动件的切向和法向加速度,从动件的切向和法向力,滚子的滑移也可以精确的测量。在凸轮试件运行之前,凸轮表面粗糙度可以由霍曼尔(Hommel)T—20S表面粗糙度测试计进行测量。跑合期后,在测量力、速度和加速度的情况下又可得到表面参数。加速度和力的数据可转换到频域。所有的试验均是随机的,数据要进行方差分析,以求得加速度有效功率谱和凸轮试件表面粗糙度参数之间的相关性。研究的凸轮试件是由连续数控制造技术采用1/°、1/2°、和1°的数值步长加工而成。试验结果表明:铣削和磨削的凸轮的动态性能具有很大的差异,但没有由于数值步长的不同而引起差异。一种可以替代铣削凸轮整体淬硬的热处理方法(离子氮化)已经显示出在动态性能方面有很大的改进。     

表面特性对灵敏轴承摩擦力矩的影响分析

影响轴承摩擦力矩的因素很多,其中轴承工作表面特性对摩擦力矩的影响最为显著。分析了表面粗糙度、可润湿性、表面硬度、沟道圆度和表面缺陷等因素对轴承摩擦力矩的影响。附图2幅,参考文献3篇。     

表面织构排布形式对其润滑特性的影响

建立不同排布形式表面织构的几何模型,基于N S方程并采用CFD方法分析其油膜压力分布,并考察其流场流动情况和不同间距对承载能力的影响。结果表明,不同排布形式的表面织构对润滑特性有很大的影响,其中,交错排布的表面织构具有最高的承载力。微凹坑之间存在最优间距,使其所产生动压效应的作用发挥得最充分。交错排布的微凹坑织构最优面积率比均匀排布的微凹坑织构有了很大的提高。     

表面微结构的尺寸参数对其减阻性能的影响

为了研究微结构尺寸参数对减阻性能的影响规律,构建了V形、L形及T形三种微结构有限元模型,采用Fluent软件进行数值模拟,分析微结构尺寸参数(高宽比、数量和间距)对减阻率、速度和涡量的影响。结果 相较于L形、T形微结构,V形微结构的减阻性能较优,减阻率可达15.6%。当V形微结构高宽比为1∶1,流体域速度为6 m/s时,减阻效果最优,减阻率可达5%;V形微结构展向数量对减阻性能的影响较小,减阻率在14%-16%之间变化;当间距值为0.05时,减阻率最大为14%。结论 微结构使得近壁区边界层内发生了湍流猝发现象,外部高速流体与壁面区域的流体分隔开,变相的增加了边界层的厚度。同时涡量集中在微结构尖端处,减弱反向旋涡的强度,抑制了低速条带的形成和发展。     

角接触球轴承工作表面波纹度对其动力学特性的影响分析

在考虑轴承零件工作表面波纹度特征的基础上,利用摩擦、润滑和接触理论对高速角接触球轴承工作中零件间的相互作用进行了分析,建立了动力学非线性方程组,利用数值计算方法对其进行了求解,分析了轴承零件工作表面波纹度与轴承动力学特性的关系,结果表明:内、外沟道表面波纹度及钢球表面偶次波纹度对轴承动力学特征参数有着直接的影响,表面波纹度幅值的变化使轴承动力学特征参数值的大小发生变化,而其阶次的变化影响特征参数的变化频率;在轴承承受纯轴向力时,钢球表面奇次波纹度对轴承动力学特征参数没有影响。     

表面超声滚压参数对轴承套圈表面性能的影响

为了研究超声滚压工艺参数对工业机器人轴承套圈表面性能的影响,选用目前工业机器人轴承常用材料为对象,选取主轴转速与静压力两个工艺参数进行试验,结果表明超声表面滚压加工对GCr15表面性能的提升具有很大的作用,其中表面粗糙度的提升随着主轴转速及静压力的增加而降低,但是静压力超过一定值时表面会产生裂缝,导致粗糙度增大;表面硬度提则随着静压力的增大而提高;表面残余应力在一定的静压力的情况下,会随着主轴转速的增加而降低。     

摩擦片表面沟槽对离合器动态特性影响的研究

本文在研制成功的“离合器摩擦元件动态性能试验台”（专利号：ZL93225298．2）上,按国家标准GB／T15141－94《湿式离合器摩擦元件试验方法》对不同表面沟槽的铜基粉末冶金摩擦片进行了试验和分析研究,得到了七中典型摩擦片表面沟槽的摩擦特性曲线以及动态特性的影响,获得的研究结果可供离合器设计时参考,并为进一步深入研究打下了基础。     

粗糙表面形貌参数对润滑特性的影响

在考虑粗糙度效应、时变效应、温升效应和润滑剂非牛顿特性的基础上,采用直接迭代法、逐排扫描法求解润滑方程组和温度控制方程,通过一定的数值计算．探讨了粗糙表面形貌参数对润滑特性的影响。     

表面形态对铝合金表面注射结合性能的影响

通过对铝合金表面进行阳极氧化和偶联剂处理,提出了一种注塑工艺直接成形铝合金-聚酰胺复合构件的方法。利用激光共焦扫描显微镜和傅里叶红外(FTIR)光谱仪对经处理过的铝合金表面结构和成分进行了分析,结果表明:铝合金表面粗糙度和偶联剂固化时形成的Si—O—Al、C—N等化学键对界面结合力有重要影响。讨论了阳极氧化工艺参数和偶联剂固化条件对铝合金表面形貌、成分和注塑复合构件力学性能的影响规律,借助扫描电子显微镜(SEM)分析了复合构件拉伸剪切的破坏机理。     

隔离片表面处理对离合器摩擦特性的影响

纸基湿式摩擦离合器中隔离片表面特性是影响其摩擦特性的重要因素。采用渗氮、镀铬、滚磨、机加工、电火花、激光加工等方法对隔离片表面进行处理,利用多功能摩擦试验机测试比较了不同处理方法得到的隔离片与纸基摩擦片间的摩擦因数随滑动速度的变化曲线,找出了可以改善摩擦离合器摩擦特性的隔离片表面处理方法。结果表明:对隔离片表面进行化学处理(渗氮和镀铬)虽可改善离合器的摩擦特性,但镀膜与基底的结合力以及环保性都有待进一步提高;对隔离片表面进行激光纹理处理可改善摩擦离合器的摩擦特性,消除自激振动与尖叫噪声,并且耐久性与环保性都优于其它方法,是一种有效提高产品质量的方法。     

碳纳米管表面镀覆对碳纳米管-银复合材料性能的影响

研究了碳纳米管的表面镀覆处理对复合材料性能的影响，结果表明，碳纳米管经过化学镀银处理后用于制造复合材料，可以改善碳纳米管在金属基体中的分散性，提高复合材料的界面结合力，提高复合材料的硬度、导电性、抗弯强度。断口分析表明，碳纳米管未进行化学镀时，由于碳纳米管-银的弱界面结合，使碳纳米管拔出长度较长，在碳纳米管经化学镀后，由于改善了碳纳米管-银的界面结合状态，使碳纳米管拔出长度较短。     

表面织构及其对摩擦学性能的影响

介绍了表面织构的图案和加工方法以及摩擦学性能的测试方法,阐述了不同表面织构对摩擦学性能的影响及机制,总结了当前表面织构研究的主要成果,并提出了未来表面织构研究需要深入开展的工作.     

添加镍元素对烧结Ag-ZnO电触头性能的影响

探讨了在烧结Ag-ZnO（8）电触头中加入微量添加元素后对材料基本性能，显微结构和电性能的影响，结果表明，采用化学共沉淀烧结工艺制粉，添加少量镍的Ag-ZnO(8）电触头具有基体强化程度高，ZnO粒子弥散分布均匀，机械性能和电性能优良的特点。     

原砂细度对型砂性能及铸件表面粗糙度的影响

原砂的细度是影响型砂的工艺性能及铸件表面质量的重要因素之一,而目前我国铸造行业使用的原砂仍处在自然分布状态,所以生产的铸件表面较粗糙。本文通过实验给出了原砂平均细度对铸件表面粗糙度的影响曲线,为提高铸件表面质量提供了理论依据。     

离子注入对H13钢表面性能的影响

通过将RE^ N^ 和AlRE^ N^ 注入到H13钢表面，研究注入后H13钢表面性能的变化。纳米硬度分析表明：RE^ N^ 注入使H13钢表层纳米硬度从13．37GPa增加至16．6GPa，AlRE^ N^ 注入使H13钢表层纳米硬度从13．37GPa增加至20．57GPa。刻痕试验表明：注入试样表面结合强度发生了变化，形成“硬壳”。SEM分析：注入层性能与基体性能差别很大。X光电子能谱发现：注入后Ce峰位、La峰位、N峰位发生较大位移，生成的化合物极其复杂，为未知化合物。电子探针分析，有的离子注入试样表面有明显受到离子轰击的迹象。     

镍磷镀层表面状态对粘结性能的影响

针对微型电机外壳在装配过程中时有出现与内部磁条粘结性能较差问题,采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电导率仪等对外壳的化学镀镍层表面状态进行分析。结果表明：不良品的出现是由于镀层的表面粗糙度较低、镀层中Ni^3 、Ni^0摩尔比和PO4^3-、P^n-摩尔比较高、镀层表面的残余盐含量较高所致。     

表面粗糙度对混合弹流润滑特性的影响

众所周知，各种机加工和研磨工序后不可能得到理想的平滑表面。在大多数工业应用中，工作面的均方值(RMS)粗糙度一般在0．025-1．5μm之间。但是，传统的接触和润滑理论，如集中于接触的赫兹理论及润滑接触的弹流润滑(CHL)理论，都假定在平滑表面前提下。当运用这些理论时，表面粗糙度的影响确实被忽略了。     

表面凹坑对点接触脂润滑油膜特性的影响

通过数值计算方法,研究了点接触脂润滑摩擦副表面存在凹坑时油膜厚度和油膜压力的分布规律,并与光滑表面条件下的油膜特性进行了对比。研究结果表明:点接触脂润滑摩擦副表面存在凹坑时,在凹坑边缘位置会出现油膜压力峰,而在凹坑中心周围油膜压力值较低;靠近入口处一侧凹坑边缘位置油膜厚度出现"凹陷"现象,润滑脂流经凹坑时油膜厚度则会"跃升";凹坑引起油膜压力和油膜厚度分布的变化会随着凹坑位置的变化而相应的变化;表面凹坑不利于点接触脂润滑摩擦副的润滑。