不同环境介质下氧化铝陶瓷与耐蚀金属摩擦磨损行为

为优选海水淡化高压泵关键零部件耐磨性能材料,以Al_2O_3陶瓷与TC4钛合金、316不锈钢、2205双相不锈钢组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水3种环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量得到各摩擦副摩擦因数、磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析;采用正交试验法分析载荷、转速、环境介质对摩擦因数和磨损量的影响规律。结果表明:在相同的条件下,TC4钛合金与陶瓷配副摩擦因数较小,2205双相不锈钢与陶瓷配副磨损量较小;环境介质对摩擦因数影响较大,载荷对磨损量的影响较大;海水环境下2205双相不锈钢和316不锈钢磨痕较浅,磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的交互作用。     

水润滑橡胶轴承的制备及摩擦磨损性能研究

以丁腈橡胶(NBR)为基体,制备水滑润橡胶轴承;研究填料、载荷、转速、润滑介质、NBR品种等因素对橡胶轴承在水润滑介质中的摩擦磨损性能的影响,并分析其摩擦和磨损机制。结果表明,炭黑量和二硫化钼添加量明显影响橡胶轴承的摩擦因数和磨损量;随着载荷的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均呈现先增大后减小再明显增大的趋势;随着转速的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均明显减小,并且在海水中的摩擦因数和磨损量均大于在淡水中的摩擦因数和磨损量。     

水润滑橡胶轴承摩擦磨损性能的研究

以丁腈橡胶（ＮＢＲ） 为基体,制备水滑润橡胶轴承;研究填料、载荷、转速、润滑介质、ＮＢＲ品种等因素 对橡胶轴承在水润滑介质中的摩擦磨损性能的影响,并分析其摩擦和磨损机制。结果表明,炭黑量和二硫化钼添加量明 显影响橡胶轴承的摩擦因数和磨损量;随着载荷的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均呈现先增大后减小再明显增大 的趋势;随着转速的增大,橡胶轴承的摩擦因数和磨损量均明显减小,并且在海水中的摩擦因数和磨损量均大于在淡水 中的摩擦因数和磨损量。     

爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨摩擦副的磨损行为

研究了爆炸喷涂Al_2O_3-20%TiO_2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能和磨损机理,并对比分析了Al_2O_3-20%TiO_2和Al_2O_3-40%TiO_2涂层的磨损性能。结果表明:该陶瓷涂层的磨损率随摩擦时间的延长呈先减小后增大的趋势,在相同试验条件下,Al_2O_3-20%TiO_2涂层的耐磨性能优于Al_2O_3-40%TiO_2涂层的;Al_2O_3-20%TiO_2涂层的磨损率随载荷和速度的增大而增大,在大于30 N后磨损率迅速增大;陶瓷涂层的磨损机理主要为粘着磨损。     

钛活化预制坯制备Al_2O_3p/45钢复合材料的摩擦磨损性能

研究了挤压铸造制备的5%Ti-Al2O3p/45钢复合材料和Al2O3p/45钢复合材料在不同转速和压力下的摩擦磨损性能。结果表明:两种复合材料的磨损量均随转速和压力的增加而增大,且前者的磨损量更低,其原因是钛在Al2O3颗粒表面生成TiC涂覆层,增强了Al2O3颗粒与45钢基体的界面结合性能,提高了复合材料的耐磨性能;两种复合材料的摩擦因数相当,在0.58~0.92之间,且均随转速和压力的增大而减小。     

纳米Fe_3O_4磁性材料填充聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

利用机械共混、冷压成型和烧结工艺制备不同含量的磁性纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,采用MM-200型摩擦磨损试验机考察其在干摩擦下与45#钢对磨时的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面形貌进行观察并分析磨损机制。结果表明:随磁性纳米Fe3O4含量的增加,复合材料的硬度显著提高,摩擦因数呈现先增大后减小再增大的变化趋势,耐磨性能得到明显改善;当Fe3O4质量分数为15%时,复合密封材料的摩擦因数较小,体积磨损率与纯PTFE相比降低两个数量级;随着Fe3O4含量的增加,磨损机制由纯PTFE的黏着磨损转变为黏着磨损与磨粒磨损共同作用。     

纤维方向对C/SiC复合材料摩擦学特性的影响

以不同纤维方向C/SiC复合材料分别与氧化铝增韧的氧化锆陶瓷(Al_2O_3-ZrO_2)及调质处理的45~#钢组成摩擦副进行销-盘摩擦实验,研究对摩副材料及纤维方向对摩擦副摩擦磨损性能及磨损机制的影响。结果表明,C/SiC复合材料与Al_2O_3-ZrO_2和45~#钢摩擦时,其垂直纤维叠层方向的摩擦磨损性能均优于平行纤维叠层方向,且垂直纤维叠层方向C/SiC复合材料与Al_2O_3-ZrO_2摩擦副具有最小的摩擦因数和磨损率,摩擦过程更稳定;纤维C/SiC复合材料与Al_2O_3-ZrO_2陶瓷和45~#钢摩擦副的磨损形式主要均为磨粒磨损,与45~#钢摩擦时还伴随着化学磨损。     

铜镍锡合金干滑动磨损行为研究*

大型装备上的铜镍锡合金工件常常工作在润滑不足或者无润滑的工况条件下,因此有必要研究铜镍锡材料在干摩擦下的性能。采用CEF-I型销-盘式磨损试验机对铜镍锡合金在不同载荷与转速条件下进行干滑动摩擦磨损试验,采用扫面电子显微镜、能谱仪和轮廓检测仪对磨损表面进行检测,研究铜镍锡合金的干滑动磨损行为,并探讨其磨损机制。结果表明：在转速一定时,平均摩擦因数随载荷增大总体呈波动下降趋势,铜镍锡合金试件磨损量先缓慢增加,在较高载荷下快速增加;在载荷一定时,平均摩擦因数随转速增大先增大后减小,铜镍锡合金试件磨损量总体呈先减小后增大趋势;随着载荷的增大,铜镍锡合金的磨损机制由轻微黏着和剥层磨损到明显的黏着和剥层磨损,再到严重的黏着和疲劳磨损,随着转速的增大,铜镍锡合金的磨损机制由磨粒磨损转变为黏着磨损再到剥层磨损。在较低载荷下,随着转速的增大,铜镍锡合金摩擦磨损性能保持很好的稳定性,因此铜镍锡合金适用在高转速较低载荷的干摩擦工况下。     

纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯摩擦磨损性能的研究.doc

利用机械共混、冷压成型和烧结工艺制备不同含量的磁性纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,采用MM 200型摩擦磨损试验机考察其在干摩擦下与45#钢对磨时的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜（SEM）对磨损表面形貌进行观察并分析磨损机制。结果表明：随磁性纳米Fe3O4含量的增加,复合材料的硬度显著提高,摩擦因数呈现先增大后减小再增大的变化趋势,耐磨性能得到明显改善;当Fe3O4质量分数为15%时,复合密封材料的摩擦因数较小,体积磨损率与纯PTFE相比降低两个数量级;随着Fe3O4含量的增加,磨损机制由纯PTFE的黏着磨损转变为黏着磨损与磨粒磨损共同作用。     

聚苯酯填充聚四氟乙烯基超声电机转子摩擦材料性能研究

制备聚苯酯填充聚四氟乙烯基超声电机转子摩擦材料,探讨聚苯酯含量对聚四氟乙烯基摩擦材料力学和摩擦学性能以及对应超声电机性能的影响。结果表明:聚苯酯能够提高PTFE复合材料的硬度和弹性模量;随着聚苯酯含量的增加,复合材料的摩擦因数和磨损量均先减小后增大,在本文研究范围内,当聚苯脂质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数最小,磨损量最低,且使用该复合材料时超声电机的堵转力矩和空载转速均较高,综合性能较优。     

电泳-电镀沉积制备纳米Al_2O_3颗粒增强镍基复合镀层的耐磨性能

先采用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积了粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后采用电镀技术在Al2O3涂层中沉积金属镍,得到具有较高含量的纳米Al2O3增强镍基复合镀层;用扫描电镜及附带的能谱仪分析了镀层的表面形貌及成分,研究了镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并对其磨损机理进行了探讨.结果表明:相比于纯镍镀层,纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层的表面更加平整光滑,组织更加致密均匀;镀层中纳米Al2O3颗粒含量对镀层耐磨性能具有显著影响,当其体积分数约为30%时,镀层的耐磨性能最好.     

氧化物/尼龙1010复合材料滚动疲劳行为研究

以我国自主研制的尼龙1010为基体，氧化铁（Fe3O4）和氧化铜（CuO）为增强剂，进行氧化物／尼龙复合材料的滚动疲劳实验，研究氧化物／尼龙复合材料的滚动疲劳机制。通过实验发现周期性应力导致在材料临界深处形成显微裂纹和显微空穴成核，裂纹扩展导致形成片晶形磨屑，显微裂纹和显微空穴成核是剥层磨损的主要因素。氧化物颗粒割裂了尼龙1010的基体，在接触应力和摩擦热的复合作用下，表面金属氧化物颗粒由于复合材料表面界面疲劳开裂而剥落，形成表面疲劳。30％CuO／尼龙1010复合材料的抗滚动疲劳磨损性能最好，疲劳磨损量只有尼龙的70％左右；10％Fe3O4／尼龙1010复合材料耐磨性能最差，滚动疲劳磨损量是尼龙的2．4倍。     

含石墨镍基复合材料的摩擦学性能研究

用粉末冶金制备石墨wt．％含量为0，3，6,9的镍基白润滑合金，研究不同石墨含量对材料摩擦学性能的影响。     

Tribological Behavior of Polytetrafluoroethylene under Unidirectional Rotation,Reciprocating Sliding,and Torsion Motion

The experimental friction coefficient of polytetrafluoroethylene (PTFE) increased in the order of unidirectional rotating motion (URM), reciprocating sliding motion (RSM), and face-on-face torsion motion (FTM), whereas the wear mass loss decreased. The contact zone of PTFE composites exhibited different wear mechanisms with various motions. Under URM, RSM, and FTM, the wear particles were presented as banding, long strips, and irregular floccus clumps. The higher shear force produced by more coupled nodes would result in a higher friction coefficient. The accumulated elastic hysteresis and plastic deformation in corresponding trajectories potentially enabled a better understanding of the particle morphology under URM, RSM, and FTM, respectively.     

碳化硼增强铝基复合材料的摩擦磨损性能

为了比较两种含量不同的碳化硼颗粒增强铝基复合材料的摩擦学性能,将其加工成销试样,在多功能摩擦磨损试验机上分别与钢盘试样进行对比摩擦磨损试验,重点研究了接触载荷和相对滑动速度对两种复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:碳化硼增强铝基复合材料的磨损量随载荷与相对滑动速度的增大而增大,而摩擦因数随载荷与相对滑动速度的增大而减小,较高碳化硼含量的复合材料的耐磨性能比较低含量的复合材料好.     

Tribological Behavior of Carbon-Nanotube-Filled PTFE Composites

Carbon nanotube/polytetrafluoroethylene (CNT/PTFE) composites with different volume fractions were prepared and their friction and wear properties were investigated using a ring-on-block under dry conditions. It was found that CNTs signifi-cantly increased the wear resistance of PTFE composites and decreased their coefficient of friction. PTFE composites with 15–20 vol.% CNTs exhibited very high wear resistance. The significant improvements in the tribological properties of CNT/PTFE composites are attributed to the super-strong mechanical properties and the very high aspect ratio of CNTs. The CNTs greatly reinforce the structure of the PTFE-based composites and thereby greatly reduce the adhesive and plough wear of CNT/PTFE composites. The CNTs are released from the composite during sliding and transferred to the interface of the friction couples. They thus serve as spacers, preventing direct contact between the mating surfaces and thereby reducing both wear rate and friction coefficient.     

共沉淀法制备纳米Al2O3强化铜基复合材料微动磨损研究

采用共沉淀法制备了纳米Al2O3／Cu基复合材料,研究了不同Al2O3含量对铜基复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,复合材料的耐磨性能明显优于基体材料,随着Al2O3含量的增加,复合材料的耐磨性能先升高后下降,以Al2O3含量2％为最佳,相对耐磨性为3．13。纯铜的磨损表现为粘着磨损,而复合材料则逐渐转变为磨粒磨损,并伴有一定的氧化磨损。     

聚四氟乙烯填充含量对钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料摩擦学性能的影响

为改善广泛应用于船舶苛刻环境无油/脂润滑摩擦配副材料的摩擦学性能,将聚四氟乙烯（PTFE）按不同质量分数与钢背超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料结合,研究它与45钢盘在变转速环环端面干摩擦状态下的摩擦学特性。对试验过程中摩擦因数及磨损量进行测量,利用表面轮廓仪、扫描电子显微镜与超景深显微镜对复合材料及对磨件磨损表面形貌进行了观察与分析。结果表明：所有填充PTFE的复合材料摩擦学性能均表现优异,随着PTFE含量的增加,复合材料摩擦性能变差,其中1 %（质量分数） PTFE填充复合材料综合摩擦性能最好,在试验工况下主要发生磨粒磨损,PTFE填充量较高的复合材料在高速下由于团聚及摩擦热量积聚主要经历黏着磨损与疲劳磨损。     

微米氧化铝/尼龙复合材料在不同条件下的滚滑摩擦磨损行为研究

以微米氧化铝(Al2O3)为增强剂,尼龙1010为基体,进行氧化铝/尼龙复合材料在干摩擦和水润滑条件下的滚滑动摩擦磨损实验。通过实验发现,水能降低氧化铝/尼龙复合材料的摩擦因数,但增大了磨损量。水润滑时,尼龙1010材料的摩擦因数为0.09,为干摩擦时的45%;氧化铝/尼龙复合材料的平均摩擦因数为0.1195,比尼龙增加了24.7%,是干摩擦时的42%。水润滑时尼龙1010的磨损量为干摩擦时的2.5倍,复合材料平均磨损量为干摩擦时2.8倍。     

Al2O3增强粉末冶金铜基摩擦材料摩擦磨损性能研究

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的耐磨性及制动效果,使用粉末冶金法（PM）制备氧化铝增强铜基摩擦材料,采用布氏硬度计、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）等测试手段以及摩擦磨损实验,研究氧化铝的掺杂对摩擦材料微观组织和摩擦行为的影响。结果表明：在制备的铜基摩擦材料中,氧化铝硬质颗粒在铜基体中分布均匀,由于硬质相的存在所形成位错钉扎效应对复合材料的硬度有大幅的提升,而对材料的密度有一定的消极作用。摩擦实验结果显示,氧化铝可以提高材料的摩擦因数并增强其耐磨性;且随着载荷的增大Al2O3-Cu复合材料的摩擦因数较高且稳定性较好,磨损率有明显的降低,表明氧化铝的掺杂对铜基材料有显著的增强效果。通过光学显微镜以及EDS分析得出,Cu基材料的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损,而Al2O3-Cu材料的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损组成的混合磨损。