单宁酸作为水基润滑添加剂的摩擦学特性

以含单宁酸水基润滑添加剂为研究对象,利用立式万能磨损试验机评价不同含量单宁酸水基液作为不锈钢/Si_3N_4摩擦副润滑液的摩擦学性能,并借助电化学工作站及接触角测定仪对单宁酸在不锈钢基体表面的吸附性能进行研究,探讨单宁酸减摩、耐磨机制。结果表明:在去离子水中加入少量的单宁酸可以显著改善水的摩擦学性能,然而当水中单宁酸质量浓度超过5 g/L时,材料的磨损量明显增大;单宁酸减摩抗磨作用机制在于单宁酸分子在摩擦过程中吸附到不锈钢基体表面,与铁发生配位化学反应,形成难于溶解的单宁酸铁配合物沉淀于基体表面,从而起到减摩抗磨的效果。     

超声振动对不同黏度润滑油摩擦学性能的影响

研究GCr15/45#钢摩擦副在4种不同黏度的润滑油润滑时,有和无超声振动下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜分析磨痕表面形貌,探讨在不同黏度润滑油作用下,超声振动对润滑油摩擦学性能的影响机制。结果表明:超声振动对不同黏度润滑油摩擦学性能的影响是不同的;超声振动可以提高低黏度润滑油润滑的减摩抗磨性能,如在6#白油润滑时施加超声振动后,摩擦副间的摩擦因数和磨损体积分别减小了13.6%和17.5%;高黏度润滑油润滑时,超声振动会加剧摩擦副的摩擦磨损,如在150BS润滑时施加超声振动后,摩擦副间的摩擦因数和磨损体积分别增加了10.4%和50%。     

双辉光离子渗铜对缸套-活塞环摩擦学性能的影响*

为研究铜元素对缸套-活塞环摩擦学性能的影响,通过双辉光离子渗透技术在缸套材料表面加工出不同厚度的渗铜改性层,使用RTEC多功能摩擦磨损试验机开展不同负载、不同润滑条件下的模拟试验,采集并分析试验过程中的摩擦因数以及试验后体积磨损量和磨损表面形貌,研究渗铜改性层对缸套材料摩擦学性能的影响规律及作用机制。结果表明：渗铜处理可有效降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量;高载荷和干摩擦条件下渗铜改性层的减摩抗磨作用效果尤为显著,最高可使摩擦因数分别降低13.15%和30.86%,磨损量分别降低30.70%和38.57%;渗铜后缸套-活塞环磨损表面形貌平整,摩擦表面形成了铜含量较高的润滑膜层,该表面膜起到了减摩、耐磨的作用。     

磷、氮改性油酸水溶性润滑添加剂的合成及摩擦学性能

以油酸为原料，合成了一种新型含磷、氮水溶性润滑添加剂，用红外光谱仪对其主要官能团进行了鉴定，用摩擦磨损试验机考察了合成产物在水中的摩擦学性能，用扫描电子显微镜观察分析了磨斑表面的形貌，并用X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态。结果表明：含磷、氮水溶性润滑添加剂具有优良的抗磨和减摩性能，添加剂在钢球磨损表面形成了吸附膜和（或）摩擦化学反应膜，表现出良好的抗磨和极压作用，从而提高了添加剂在中水的摩擦学性能。     

油润滑条件下有机物修饰纳米铜颗粒改善铁基摩擦副摩擦磨损的研究

在球盘式摩擦磨损试验机上考察了有机物修饰的纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦学性能;采用SEM和EDS分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成。探讨了纳米铜颗粒的摩擦学作用机制：结果表明：有机物修饰的纳米铜颗粒作为添加剂能显著改善50CC润滑油的抗磨减摩性能,含0．05％纳米铜油样润滑下的摩擦因数与磨损量同基础油润滑下相比分别降低了27．6％与60％。分析后认为,纳米铜颗粒通过对摩擦表面进行修复及在摩擦表面成膜两种作用有效地改善了摩擦磨损性能。     

含氯化石蜡润滑油在电磁场中的摩擦学性能

在改进后四球摩擦磨损试验机上考察载荷和电磁场强度对不同氯化石蜡(T301)含量的润滑油的摩擦学性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对磨损表面进行分析,初步探讨电磁场作用下的摩擦学机制。结果表明,在不同工况下,电磁场作用下钢球的磨斑直径和摩擦因数均小于无电磁场作用时的数值,说明电磁场有利于改善氯化石蜡的抗磨减摩性能,且电磁场强度越大,对抗磨减摩性能的改善效果越显著;电磁场作用下钢球表面O和Cl元素的含量比无电磁场时高,表明电磁场有利于氯化铁膜在钢球表面的吸附,并对摩擦副表面摩擦化学反应膜的形成有促进作用。     

金属构件表面织构摩擦学性能的研究进展

金属构件是各种机器的必要组成部分,金属构件的磨损是机器失效的主要原因。金属构件表面织构技术作为提高金属材料表面摩擦学性能的方法,在机械、航天、化学、冶金和生物工程等很多领域已经被广泛应用。文章对相关研究成果进行了总结,重点对金属构件表面织构在干摩擦、边界润滑和流体润滑3种主要润滑形式下的减摩机理展开了讨论;揭示了金属构件表面织构在不同润滑形式下的主要减摩机理;归纳了金属构件表面织构的几何特征对其改善摩擦学性能的影响,包括织构的形状、深度、面密度和排列方式。文章还分析了各几何特征的最佳值及其与摩擦学性能的一般规律,发现几何参数合理的金属构件表面织构对降低金属构件表面摩擦系数,提高抗磨性能和油膜承载能力具有积极作用,且各种几何特征对金属构件表面织构摩擦学性能的提高是相互影响的。     

纳米蒙脱石添加剂对45~#钢摩擦副摩擦学性能的影响

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石(MMT)按不同质量分数加入150N基础油中,制备质量分数1%~5%的5种纳米MMT润滑油体系,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察纳米MMT对45#钢摩擦副减摩抗磨性能的影响,采用SEM和EDX等分析试样形貌与表面元素成分的变化,分析影响摩擦学性能的机制。结果表明:质量分数3%的纳米MMT润滑油和具有最好的抗磨减摩性能,相对于基础油润滑体系,可使金属摩擦副磨损失重量最小降低45.5%;所有试样表面均形成了以MMT特征元素和Fe元素为主体组成的自修复膜层,使试样磨损损失获得补偿,其中质量分数3%的纳米MMT润滑油润滑时摩擦副表面MMT特征元素的含量最高,故试样磨损率最小;纳米MMT润滑体系润滑时的摩擦因数均低于纯基础油,但是不同含量的纳米MMT对改善45#钢摩擦副的减摩性没有明显的区别。     

高水基乳化液作用下液压元件摩擦磨损性能研究

为探索液压元件在高水基乳化液介质中的摩擦学规律,采用Rtec摩擦磨损试验机模拟不同载荷、不同频率等工况下,液压元件内部接触副在不同体积分数高水基乳化液作用下的摩擦磨损变化情况。通过测得的摩擦因数和借助白光干涉三维表面轮廓仪所测出的磨痕,分析了其润滑行为及摩擦磨损规律。研究结果表明:高水基乳化液介质作用下的摩擦因数和磨损量均较纯水介质下大幅下降;摩擦因数随着高水基乳化液体积分数的增加,先减小后增加,体积分数为5%时摩擦因数最小;磨损量随着高水基乳化液体积分数的增加而降低,且达到8%体积分数后其磨损量降低幅度趋于平稳。综合考虑摩擦因数和磨损量,高水基乳化液体积分数为8%时减摩抗磨效果最好,此时高水基乳化液会形成有效的润滑膜,起到承载和润滑作用,从而有效提高液压元件的机械效率和使用寿命。     

GCr15钢渗硫层的摩擦学性能研究

利用低温离子渗硫技术在GCr15钢球表面形成渗硫层以提高其摩擦学性能。采用四球摩擦试验机,考察渗硫和未渗硫试样在干摩擦及油润滑条件的摩擦学性能。结果表明：在干摩擦和油润滑条件下渗硫试样的摩擦因数均远低于未渗硫试样;在干摩擦条件下,渗硫试样的磨损率相比未渗硫试样大幅下降,这主要归因于渗硫层良好的减摩抗磨作用;在油润滑条件下,因油润滑和渗硫层的固体润滑相互协调作用,渗硫试样的摩擦和磨损性能明显优于未渗硫试样,其磨损表面的痕迹浅而轻,磨损机制为轻微的磨粒磨损。     

新型硼氮型润滑油添加剂的合成及摩擦学性能

以植物油为原料合成了一种新型硼氮型润滑油添加剂,采用摩擦磨损试验机考察了它在加氢基础油和成品油中的摩擦学性能,结果表明此添加剂具有良好的抗磨减摩效果.用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析了磨痕表面的形貌及元素,发现磨损表面含有大量的硼元素,表明在摩擦过程中,通过物理吸附和化学反应在摩擦表面生成了含硼润滑膜,起减摩和抗磨作用.     

二氧化硅在锂基脂中的摩擦学性能研究

通过四球试验考察不同粒径和不同含量二氧化硅作为锂基脂添加剂的摩擦学性能,并研究表面改性对二氧化硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和EDX分析磨斑表面形貌及元素组成,探讨二氧化硅的润滑作用机制。结果表明:在一定工况条件下,二氧化硅能够提高锂基脂的减摩抗磨性能和极压性能;表面改性能提高二氧化硅的分散性能,但对其摩擦学性能影响不大;EDX能谱分析表明,二氧化硅和摩擦表面发生作用生成了具有良好摩擦学性能的表面润滑层。     

复合工艺制备的表面微凹坑织构的摩擦性能研究

在构建的激光电化学复合微加工系统上,采用皮秒脉冲激光辐照与电解刻蚀复合加工方法在7075铝合金表面制备出不同尺寸的阵列凹坑微织构。采用共聚焦显微镜观测复合加工织构试样表面形貌,采用MFT-5000型RTEC摩擦磨损试验机研究润滑条件下凹坑织构的摩擦学性能,并探讨直径、深度、面积密度对减摩性能的影响。结果表明:复合加工工艺制备的表面微织构具有良好的表面形貌;润滑条件下材料表面的凹坑型织构能显著改善其摩擦学性能,相比光滑表面最高可降低摩擦因数30%;在实验参数范围内,凹坑的直径与面积密度对材料表面摩擦性能影响较大,凹坑深度对摩擦性能影响较小。     

二氧化硅在锂基脂中的摩擦学性能

通过四球试验考察不同粒径和不同含量二氧化硅作为锂基脂添加剂的摩擦学性能,并研究表面改性对二氧化硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和EDX分析磨斑表面形貌及元素组成,探讨二氧化硅的润滑作用机制。结果表明:在一定工况条件下,二氧化硅能够提高锂基脂的减摩抗磨性能和极压性能;表面改性能提高二氧化硅的分散性能,但对其摩擦学性能影响不大;EDX能谱分析表明,二氧化硅和摩擦表面发生作用生成了具有良好摩擦学性能的表面润滑层。     

纳米流体与微织构耦合作用对刀具材料摩擦磨损性能的影响研究

合理的表面织构可有效改善摩擦副界面间的摩擦状态。为研究纳米流体与表面微织构耦合作用对硬质合金刀具材料摩擦性能的影响,采用“两步法”将纳米Fe3O4颗粒添加到水基切削液基础液,制备出质量分数为0.5%的Fe3O4纳米流体,并利用激光微加工技术在光滑的YG6X硬质合金样件表面制备出不同尺寸参数的沟槽型与凹坑型表面微织构。分析纳米流体与表面微织构耦合作用下硬质合金样件的摩擦磨损性能,整理摩擦系数、样件表面磨损形貌、磨球磨损率等数据发现,纳米流体能够有效改善基础液的润滑性能,在一定尺寸形状的织构样件相互作用下表现出优异的抗磨减摩性能,并且揭示了相应的减摩抗磨机理。     

复合润滑结构表面在油润滑下的减摩性能*

为研究不同表面处理方式对巴氏合金/45钢配副表面减摩性能的影响,采用热压固化工艺将六方氮化硼封装于表面织构内,制备复合润滑结构表面;在油润滑下进行销-盘磨损试验,使用递归定量分析（Recurrence quantification analysis,RQA）参数划分磨损过程;研究复合润滑结构表面在磨合期和正常磨损期的减摩性能,并与纯织构表面减摩性能进行对比。结果表明：复合润滑结构表面拥有较低摩擦因数和显著减摩效果,其减摩性能优于纯织构表面;相比无织构表面,复合润滑结构表面在磨合期内的平均摩擦因数下降77.9%,在正常磨损期内的平均摩擦因数下降73.5%且磨合期的时长缩减75.0%;较大织构孔径的复合润滑结构表面的减摩效果更好且磨合期更短;纯织构和复合润滑结构表面的减摩效果均在较高速度和载荷下更显著;各试样表面在磨合期的摩擦因数越低,对应进入正常磨损期后就越低。     

石墨烯在水中的分散稳定性及其减摩性能研究

考察不同分散剂对石墨烯在水中的分散稳定性的影响,研究不同石墨烯含量、不同试验载荷和频率下石墨烯水溶液的减摩性能,分析石墨烯水溶液润滑下GCr15/45#钢摩擦副表面的形貌,初步探讨其减摩机制。结果表明,分散剂KH560和CTAB可以改善石墨烯在水中的稳定分散性能,而且能降低石墨烯水溶液的摩擦因数,随着分散剂含量的增加,石墨烯水溶液的摩擦因数呈降低的趋势;石墨烯水溶液的减摩性能与试验载荷、频率等因素有关,其中载荷对石墨烯水溶液的减摩性能影响较大;去离子水润滑时GCr15/45钢摩擦副表面摩擦机制为腐蚀磨损和磨粒磨损,石墨烯水溶液润滑时摩擦机制为磨粒磨损。     

一种新型摩擦材料在水润滑下的摩擦学性能研究

采用环块式摩擦磨损实验研究了一种新型摩擦材料在水润滑状态下不同载荷与转速对试样摩擦学性能的影响,并对比干摩擦条件下的摩擦学性能变化,借助磨损表面形貌观察分析其磨损机理。实验结果表明:水润滑条件下,摩擦系数随着载荷的增大而减小,随着转速的提高先增加后减小;磨损率随着载荷与转速的提高都减小。相同载荷与转速下,干摩擦时磨损机理以磨粒磨损和黏着磨损为主,而水润滑条件下水形成边界润滑,磨损机理以磨粒磨损和轻微的黏着磨损为主;水润滑条件下摩擦系数和磨损率均低于干摩擦,主要是由于水起到了润滑和冷却的作用,阻止了转移膜的形成,并在材料表面形成水膜起到了边界润滑的作用。     

改性纳米h-BN润滑油添加剂对缸套-活塞环摩擦学性能的影响

在缸套-活塞环摩擦副中,当活塞在上、下止点处为零速,难以形成油膜,且在气缸的高温工况下,其他部位的油膜也会被破坏,从而造成缸套-活塞环的摩擦功耗增加和磨损加剧。采用优质润滑油是提高缸套-活塞环润滑与摩擦特性的重要手段。制备改性纳米六方氮化硼(h-BN)颗粒并将其按不同质量分数分散至聚α-烯烃（PAO10）基础油中,使用R-tec摩擦磨损试验机开展不同载荷下的往复摩擦试验,通过观测摩擦因数、磨损体积和缸套磨损表面、磨损元素及三维形貌参数,研究改性纳米h-BN添加剂对缸套材料摩擦学性能的影响以及减摩抗磨润滑机制。结果表明：加入改性纳米h-BN添加剂可以显著降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量,加入质量分数0.25%的添加剂在50 N、3 Hz工况下可使摩擦因数降低33.87%,磨损体积降低23.32%;在载荷及摩擦热作用下纳米h-BN添加剂可以在磨损表面形成摩擦保护膜,可以改善缸套的表面粗糙度,创造优良的润滑环境,提升其摩擦学性能。     

微纳米ZnO在PEG400中的原位合成及其摩擦学性能研究

采用微波辅助加热原位高温分解的方法制备ZnO微纳米微粒,利用XRD、FESEM分析仪器对其结构形貌进行表征.利用四球摩擦磨损试验机考察ZnO微纳米微粒作为PEG400添加剂的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对钢球摩擦表面进行分析.结果表明:所制备的ZnO微纳米颗粒平均粒径在0.5～1μm之间,是由大量直径在50 nm左右的小颗粒组成;其作为润滑添加剂能够明显提高聚乙二醇400的减摩性能,并在低载荷时具有较好的抗磨性能;其摩擦机制为ZnO微纳米颗粒在摩擦过程中在钢球摩擦副表面沉积下来,生成由氧化锌、氧化铁及有机吸附物组成的具有良好摩擦学性能的润滑防护膜,从而改善了PEG400的摩擦学性能.