脉冲负偏压幅值对复合离子镀制备TiCN薄膜结构和性能的影响

采用复合离子镀技术,在不同脉冲负偏压幅值下于304不锈钢表面制备TiCN薄膜,研究了负偏压幅值对薄膜成分、结构、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着负偏压幅值升高,钛、碳与氮元素的原子比以及碳与钛元素的原子比先增大后减小,薄膜表面的颗粒及针孔、凹坑等缺陷尺寸减小,数量减少,表面形貌得到改善;薄膜主要由TiCN相组成,随着负偏压幅值增大出现(111)晶面择优取向,且薄膜的显微硬度先增大后减小,并在负偏压幅值为300V时达到最大,为2 690HV;薄膜的摩擦磨损性能优于基体的,随着负偏压幅值增加,薄膜的摩擦因数不断降低,在负偏压幅值为300V时约为0.355,此时薄膜的摩擦磨损性能最优。     

基体偏压对磁控溅射制备CrAlN薄膜摩擦学性能的影响

通过分析不同基体偏压下磁控溅射(PVD)CrAlN薄膜的结构特征、硬度规律及磨痕形貌,研究基体偏压对CrAlN薄膜的结构、硬度及摩擦磨损性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察CrAlN薄膜的表面形貌及三维形貌。采用纳米压痕仪对CrAlN薄膜的硬度进行测定。利用球盘式摩擦磨损试验机测定CrAlN薄膜的摩擦系数,并观察薄膜的磨痕形貌,分析薄膜的磨损机理。结果表明:当基体偏压低于150V时,薄膜表面颗粒的平均尺寸随偏压增大而逐渐减小;当基体偏压超过150V时,薄膜表面出现有明显的缺陷。随着基体偏压的增大,薄膜的硬度呈先升高后降低的趋势,并在基体偏压约为150V时达到最大值为27.5GPa;薄膜的摩擦系数呈先减小后增大的趋势,并在基体偏压约为150V时达到最小值0.25;磨痕呈不同程度的犁沟状,在基体偏压为150V时磨痕形貌平整且犁沟最小。当基体偏压为150V时,CrAlN薄膜的表面缺陷最小、硬度最大、摩擦系数低和综合性能最好,薄膜的磨损机理为磨粒磨损。     

氩气流量对非平衡磁控溅射Ti/WS2复合薄膜结构和摩擦学性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术制备Ti/WS_2复合薄膜。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别对复合薄膜的微观形貌、成分、硬度以及摩擦磨损性能进行测试,研究氩气流量对Ti/WS_2复合薄膜微观形貌和摩擦学性能的影响。结果表明:随着氩气流量增加,Ti/WS_2复合薄膜的疏松结构明显改善,薄膜致密度得到了提高,且Ti/WS_2复合薄膜的(002)晶面择优取向增强;随着氩气流量的增加,Ti/WS_2复合薄膜的摩擦因数呈现逐渐降低趋势,磨损率逐渐减小,且磨损机制由明显的磨粒磨损特征转变为轻微的磨粒磨损特征,呈现出较好的耐磨性。     

非平衡磁控溅射制备Cr掺杂DLC复合薄膜的高温摩擦学性能

元素掺杂是提升DLC薄膜摩擦学性能和耐温性能的重要途径。采用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体表面沉积了含氢DLC薄膜,同时利用射频磁控溅射技术完成Cr元素的掺杂,研究Cr元素掺杂对DLC薄膜的力学性能及摩擦学性能的影响。采用纳米压痕仪测试薄膜硬度并利用划痕试验测试膜基结合力,采用拉曼光谱分析薄膜sp²和sp³键含量的变化和转移膜的生成。采用UMT多功能摩擦磨损试验机评价薄膜在常温和高温环境下的摩擦磨损性能,并利用扫描电镜观察磨损表面,分析其磨损机制。结果表明,Cr元素掺杂会显著提高薄膜的膜基结合力,但会使薄膜硬度有一定的下降。常温摩擦学性能测试显示,DLC薄膜的摩擦因数随着Cr含量的增加呈现出先下降后上升的趋势,在Cr质量分数为3.34%时达到最低;但薄膜的磨损率随Cr含量的增加略有升高。高温摩擦学性能测试表明,Cr元素掺杂显著改善了DLC薄膜的高温摩擦学性能,未掺杂的DLC在150℃以上摩擦时会失效,Cr元素掺杂使薄膜在250℃下也能保持较低的摩擦因数和较长的抗磨寿命。Cr元素的加入能够提高DLC薄膜的膜基结合力,降低摩擦因数,并提高薄膜...     

脉冲电沉积制备纳米晶钴-镍合金薄膜的摩擦学性能

采用直流电、单脉冲和双脉冲制备纳米晶钴-镍(Co-Ni)合金薄膜。用原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析薄膜表面形貌与表面粗糙度,用MV-2T显微硬度计测试薄膜的硬度,用球盘式摩擦磨损试验机的评价Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损机制。研究发现,电沉积技术显著影响纳米Co-Ni薄膜的表面形貌、硬度和摩擦磨损性能与机制。直流电制备的Co-Ni合金薄膜柱状晶较粗,硬度较小,但其表面粗糙度较小;双脉冲制备的纳米Co-Ni合金薄膜柱状晶较细,硬度最高,且表面粗糙度最小。双脉冲制备的纳米晶CoNi合金薄膜的磨损率比直流电制备的降低了近一个数量级,直流电制备的Co-Ni合金的磨损机制为严重黏着磨损和磨粒磨损,而双脉冲制备的Co-Ni合金薄膜表现为轻微的疲劳磨损和磨粒磨损。     

激光表面织构对45钢干摩擦性能的影响

利用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机在45钢试件表面加工出具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦磨损性能的影响。考察了激光微坑内部和外部的硬度,利用扫描电镜(SEM)观察了试件的磨损形貌,探讨了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦性能的影响机理。研究表明:激光表面织构的几何形貌对摩擦副的干摩擦磨损性能影响显著;在一定条件下,激光表面织构可以改善干摩擦的磨损性能;激光织构化处理会显著改变试件的表面硬度;当试件基体硬度较低时,微坑会支撑保护基体较软的材料,降低粘着磨损;而当基体硬度较高时,高硬度微坑对对偶面的磨粒磨削会增加,从而加剧摩擦副的磨粒磨损。     

脉冲电沉积制备的纳米晶钴-镍合金薄膜的摩擦学性能

采用直流电、单脉冲和双脉冲制备纳米晶钴-镍(Co-Ni)合金薄膜。用原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析薄膜表面形貌与表面粗糙度,用MV-2T显微硬度计测试薄膜的硬度,用球盘式摩擦磨损试验机的评价Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析Co-Ni合金薄膜的摩擦磨损机制。研究发现,电沉积技术显著影响纳米Co-Ni薄膜的表面形貌、硬度和摩擦磨损性能与机制。直流电制备的Co-Ni合金薄膜柱状晶较粗,硬度较小,但其表面粗糙度较小;双脉冲制备的纳米Co-Ni合金薄膜柱状晶较细,硬度最高,且表面粗糙度最小。双脉冲制备的纳米晶CoNi合金薄膜的磨损率比直流电制备的降低了近一个数量级,直流电制备的Co-Ni合金的磨损机制为严重黏着磨损和磨粒磨损,而双脉冲制备的Co-Ni合金薄膜表现为轻微的疲劳磨损和磨粒磨损。     

基体偏压对磁控溅射制备CrAlN纳米多层薄膜微观结构和力学性能的影响

采用磁控溅射技术在不同基体偏压(-60,-70,-80,-90 V)下制备了CrAlN纳米多层薄膜,研究了基体偏压对薄膜微观结构和力学性能的影响.结果表明:随着基体偏压绝对值增大,CrAlN纳米多层薄膜中的氮含量增加,物相组成不变,择优取向由CrN(111)晶面转变为CrN(200)晶面,薄膜表面孔隙减少,组织致密性得...     

钢渣粉含量对树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用热压成型的方法制备钢渣粉改性的树脂基摩擦材料,研究不同含量的钢渣粉对树脂基摩擦材料密度、硬度、冲击强度和摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电镜观察磨损表面的微观形貌,分析其磨损机制。研究表明:随着钢渣粉含量增加,密度、硬度、冲击强度均呈现逐渐增加的趋势;钢渣能有效地改善树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能和提高抗热衰退性能,当钢渣粉质量分数为20%时,能够提高材料的摩擦因数,降低磨损率,且材料综合性能最好;随着钢渣粉质量分数的增加,树脂基摩擦材料的磨损形式以黏着磨损和热磨损为主转变为磨粒磨损和热磨损为主。     

干摩擦下速度与载荷对AISI 1045钢磨损行为的影响

为探讨AISI 1045钢的切削、磨削加工过程中材料的磨损机制随加工参数的变化规律,采用CFT-1型多功能材料表面综合性能测试仪对AISI 1045钢进行干摩擦磨损实验,研究干摩擦条件下不同摩擦速度、不同载荷对AISI1045钢磨损行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对磨痕表面进行分析。结果表明:随着摩擦速度增大,AISI 1045钢的摩擦因数显著减小,磨痕深度先增加后减少,磨损机制由黏着磨损、磨粒磨损与轻微氧化磨损共同作用转变为氧化磨损、磨粒磨损和局部疲劳剥落;随着载荷增大,摩擦因数均值变化不大,磨痕深度依次增加,磨损机制由轻微黏着磨损和磨粒磨损转变为黏着磨损、磨粒磨损和轻微氧化磨损的共同作用。     

PCrNiMo材料摩擦磨损特性研究

采用自制的销盘式干滑动摩擦磨损试验机，研究了不同硬度炮钢材料PCrNiMo自配副时的摩擦磨损特性。研究结果表明：材料的磨损率随着速度、载荷的增加而增大，摩擦因数随着速度、载荷的增加而减小；低速低载条件下，接触表面以磨粒磨损为主，而在高速、高载条件下，接触表面以粘着磨损形式为主。     

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。     

GCr15及G20CrNi2Mo轴承钢高温润滑条件下摩擦磨损性能

为了探究轴承钢在高温润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计等对GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承钢组织、物相及硬度进行了表征,利用QG-700型气氛高温摩擦磨损试验机研究轴承钢材料不同条件下的高温润滑摩擦磨损性能,并分析其磨损机制.结果表明:2种轴承钢...     

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。     

碳黑填充PTFE复合材料干摩擦磨损性能分析

以碳黑为填料制备了PTFE基复合材料,并研究了该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为,并探讨其磨损机制。实验结果表明,碳黑/PTFE复合材料的摩擦因数随着碳黑含量的增加呈增加的趋势,其耐磨性能明显优于纯PTFE。当碳黑的质量分数为5%时,其抗磨性能最好。SEM观察发现纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构,而填充了碳黑后,则未观察到这种带状结构,这说明碳黑有效地抑制了PTFE结构的破坏。对PTFE和碳黑/PTFE复合材料的摩擦表面的SEM观察发现,前者的摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹,而后者的摩擦表面则平整光滑,这表明以碳黑作为填料可有效地抑制PTFE的磨损。     

石墨含量对铜基石墨自润滑复合材料摩擦过程中石墨润滑膜的影响

为研究石墨含量对铜基石墨自润滑复合材料摩擦过程中形成石墨润滑膜的影响,采用粉末冶金法制备了不同石墨含量的铜基石墨自润滑复合材料,测试了复合材料的力学性能,用自制环-块摩擦试验机测试评估了材料的耐磨性能,用光学显微镜实时原位观察了摩擦表面组织形貌的变化,用扫描电镜对磨痕进行观察和分析,通过能谱仪成分扫描分析接触面石墨润滑膜的覆盖率。结果表明:随着复合材料中石墨含量的增加,材料的力学性能逐渐降低,石墨润滑膜的覆盖率先升高后降低,磨损量先减小后增大;当石墨体积分数为14%时,石墨润滑膜的覆盖率最高,磨损量最小,耐磨性能最好。     

MoSx/MoSx-Mo纳米多层膜的制备及其环境摩擦学特性

用直流磁控溅射在钢基体上交替溅射制备了MoSx/MoSx-Mo纳米多层膜。采用划痕仪测试薄膜与基体的结合力;采用SEM和XRD分析了纳米多层膜的形貌和显微结构;在球-盘式微摩擦试验机上测试了纳米多层膜在真空和潮湿空气中的摩擦学性能。结果表明,纳米多层膜的结合力优于纯MoS2膜。随着溅射沉积气压的升高,MoSx(002)面择优取向减弱,纳米多层膜的结合力下降。溅射气压0.24 Pa沉积的纳米多层膜在真空和潮湿空气中都呈现出最低的摩擦因数和磨损率,具有优异的环境摩擦磨损特性。     

干摩擦条件下树脂刹车片磨损机制研究

为了优化拖缆机刹车部件的设计参数,同时进一步提高刹车片的耐磨性能,采用MPV-600型磨粒磨损试验机研究无石棉树脂摩擦片和黄铜试样与45#钢配副在干摩擦条件下的摩擦学性能,利用体式显微镜观察试样的磨损形貌并分析其磨损机制。结果表明:摩擦热引起的温升导致的硬度下降及磨损机制的改变是干摩擦条件下摩擦片磨损的主要原因;树脂刹车片的耐热性能、耐磨性能均好于黄铜试样,树脂刹车片与钢配副的摩擦因数主要是由树脂刹车片中的铜纤维材料决定的;干摩擦条件下树脂摩擦片的磨损机制是以磨粒磨损和氧化磨损为主,而黄铜试样以磨粒磨损和黏着磨损为主。     

Ni-P-MoS2自润滑复合镀层的研究

在钢铁材料的基体上沉积了N i-P-MoS2复合镀层,借助于SEM、XRD、热分析仪、显微硬度计、磨损试验机等设备对镀层的表面形貌、成分、结构、硬度以及摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:MoS2粒子的加入不影响基质金属N i-P合金的结构和晶化转变,N i-P-MoS2复合镀层无论在干摩擦状态还是油摩擦状态均具有较N i-P镀层低的摩擦因数,但是2种状态下磨损失重都很大,因而它是一种具有优异减摩性能的复合镀层。     

炮弹冲头钢电火花沉积YG8涂层的摩擦磨损行为研究

应用电火花表面沉积技术将YG8合金沉积到H13钢（炮弹冲头钢）表面,应用显微硬度计、摩擦磨损试验机、扫描电镜和x射线衍射仪。研究了涂层的微观结构、硬度和摩擦磨损行为。研究结果表明,YG8涂层稳定摩擦磨损阶段的平均摩擦系数显著低于H13钢的摩擦系数,具有显著的减摩作用。H13钢的磨损机制主要是严重的磨料磨损,而YG8涂层的磨损机制是微切削磨料磨损、剥层磨损和氧化磨损。