激光表面织构化对45钢摩擦磨损性能的影响

目的研究表面织构对45钢干摩擦和乏油状态下摩擦磨损性能的影响。方法用激光加工的方法在45钢表面加工出不同面密度的凹坑织构,在UMT-2型多功能摩擦磨损试验机上以球-盘副考察凹坑密度在干摩擦和乏油条件下对45钢摩擦磨损性能的影响。结果在干摩擦条件下,织构密度在4%时,摩擦配副的摩擦系数最小,稳定摩擦系数为0.56。随着织构密度的增大,摩擦系数也逐渐增大,当织构密度增大至16.2%时,配副摩擦系数最大,稳定摩擦系数为0.72。在乏油条件下,织构密度在4%时,摩擦系数为0.39,小于未织构试样摩擦配副。凹坑密度增大后,其摩擦系数大于未织构试样,但是均在0.43左右。在干摩擦和乏油条件下,织构化试样的磨损率都小于未织构试样,并且随着织构密度的增大,磨损率先减小后增加,织构密度在8.1%时,抗磨效果最好。结论表面织构能收集磨粒,储存润滑油,从而起到良好的减磨作用。     

载荷、摩擦速度对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响

采用正交试验法进行分组实验,分析载荷、转速、摩擦系数之间的关系,利用扫描电镜(SEM)分析试块磨损后的表面形貌,研究了载荷和速度对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在同一转速下,载荷越高、摩擦系数越高;在同一载荷下,转速与摩擦系数之间不成比例,载荷、速度和摩擦系数之间存在一个平衡区域,在平衡区域内,材料的摩擦磨损性能达到最佳状态。     

NiAl-7.5Cr-2.5Ta-5Co合金的室温摩擦磨损性能

采用往复摩擦磨损试验方法,研究了不同接触变形状态和摩擦热效应下Ni Al-7.5Cr-2.5Ta-5Co合金的磨损性能与机理。结果表明:弹性接触状态下,变形区域的弹性应力松弛所引起的微小移动可破坏形成的金属结点,其摩擦系数较低;塑性接触状态下,合金磨损表面发生粘着-剪切特征,其摩擦系数较高;随着摩擦热效应的增强,合金摩擦表面自生成的Ni和Co的氧化物膜增多,降低了合金的摩擦系数,当P m·V值大于865 350(N/s·mm)时,合金的摩擦系数小于0.3,表现出良好的自润滑特性。     

LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究

搅拌摩擦焊是一种依靠搅拌头与被焊金属之间的摩擦来实现焊接的焊接方法,二者之间的摩擦系数直接影响到最终的焊接效果。本试验对LY12铝合金摩擦系数随温度等因素的变化情况进行了研究,试验结果表明:由于温度对铝合金的表面状态的影响非常大,所以铝合金的摩擦系数在高温下的变化也很大。通过试验数据建立了LY12铝合金与高速钢的摩擦系数与温度之间的关系曲线,发现二者之间的摩擦系数随温度的增加先增大,达到金属的熔点下限后开始减小。并且对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接过程中的摩擦行为进行了分析。     

金刚石工具磨削石材摩擦磨损特性实验研究

使用电镀金刚石工具磨削石材,通过改变不同的实验参数,对金刚石工具的摩擦磨损特性进行研究。在MMW-1型立式万能摩擦磨损试验机上测试了工具在室温条件下干摩擦磨损性能,采用FA2004电子天平测量金刚石工具的磨损量,用VDM600体式电子显微镜对工具磨损表面进行微观形貌观察,用HV-1000显微硬度计测量石材的显微硬度。实验结果表明:金刚石工具的磨损量和摩擦系数都随着载荷的增加而增加,同时也随主轴转速增加而增加;另外,工具的磨损量和摩擦系数随着石材硬度的增加而增加。     

金属塑性成形平均摩擦系数与接触压力的关系研究

介绍了在金属材料的相互滑动过程中平均摩擦系数与接触压力的关系，指出当材料表面的接触压力大到一定程度，其摩擦系数不再符合库仑摩擦定律，此时的摩擦系数不仅与接触表面的材质、表面形貌、润滑状态有关，而且与接触压力有关。摩擦系数随接触压力的增大而减少，当然此时的摩擦力随接触压力的增大而增大，但是摩擦力的增大速率小于接触压力的增大速率。金属材料的塑性成形工艺可以使用“平均摩擦系数”的概念，但是不应该使用库仑摩擦定律。     

LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究

搅拌摩擦焊是一种依靠搅拌头与被焊金属之间的摩擦来实现焊接的焊接方法，二者之间的摩擦系数直接影响到最终的焊接效果。本试验对LY12铝合金摩擦系数随温度等因素的变化情况进行了研究，试验结果表明：由于温度对铝合金的表面状态的影响非常大，所以铝合金的摩擦系数在高温下的变化也很大。通过试验数据建立了LY12铝合金与高速钢的摩擦系数与温度之间的关系曲线，发现二者之间的摩擦系数随温度的增加先增大．达到金属的熔点下限后开始减小。并且对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接过程中的摩擦行为进行了分析。     

喷丸过程中的摩擦影响研究

为定性研究摩擦对喷丸过程的影响,在ABAQUS中建立了喷丸过程三维有限元模型,采用动态显示求解器对不同摩擦系数下的喷丸过程进行了数值模拟。结果表明:摩擦系数对能量转化的影响较小,最大摩擦耗散能仅为总能量的1.25%;摩擦力的存在使得最大残余压应力变大,同时使得压应力区变深;摩擦对表面残余应力的影响较为显著,且存在最优的摩擦系数,使得表面呈现最大残余压应力。     

碳纳米管复合镀层在不同摩擦组合下的摩擦学行为

对CVD法制备的碳纳米管进行了表面改性和修饰,然后通过化学共沉积方法制备了高硬度的碳纳米管复合镀层,并研究了碳纳米管复合镀层在不同摩擦组合下的摩擦学行为.结果表明:经过改性处理后的碳纳米管表面拥有丰富的表面官能团,这使大量的碳纳米管复合于镀层中,从而导致了镍磷复合镀层的硬度显著提高,达到946 HV.摩擦实验得出,在润滑状态下以钢环为摩擦副,碳纳米管增强的镍磷复合镀层比传统耐磨材料SiC增强的镍磷复合镀层具有更低的摩擦系数和磨损率.此外,不同摩擦组合下的摩擦结果表明,SiC复合镀层相互摩擦时尽管拥有较低的磨损率,但其摩擦系数仍然较高,而碳纳米管复合镀层相互摩擦时表现出最低的摩擦系数和磨损率,其摩擦系数和磨损率分别为0.108 7和1.49×10-3 g/m.     

芦荟胶液对Co-Cr-Mo合金摩擦学性能影响的研究

目的芦荟多糖胶液具有良好的流变性和生物相容性,有望成为一种绿色润滑液。方法首先提取新鲜芦荟胶液充当润滑液,采用红外光谱分析芦荟胶液中的多糖成分。在球-盘摩擦实验装置上分别研究干摩擦、水和芦荟胶液润滑下,氧化锆陶瓷球与Co-Cr-Mo合金对磨时的润滑行为,并对不同润湿性的Co-Cr-Mo表面的摩擦学性能进行初步探讨。最后利用扫描电镜和能谱仪分析磨损表面的微观形貌和元素分布。结果润湿性对Co-Cr-Mo表面的摩擦学性能有显著影响。干摩擦条件下,疏水性表面的平均摩擦系数为0.65,低于亲水性表面的摩擦系数。水润滑时,疏水性表面的平均摩擦系数为0.35,要比亲水性表面的低20%左右。当采用芦荟胶液润滑时,Co-Cr-Mo表面的摩擦系数显著降低,其中亲水性表面的摩擦系数更稳定,其平均摩擦系数仅为0.28。结论芦荟胶液润滑条件下,合金表面的磨损较轻,其主要磨损形式表现为轻微的犁沟。芦荟胶液中的多糖组分在摩擦作用下在摩擦表面形成转移膜,对Co-Cr-Mo合金起到润滑防护的作用。     

超声振动辅助铣削加工钛合金表面摩擦磨损性能研究

目的研究超声振动辅助铣削加工钛合金表面形貌及摩擦磨损性能的优势。方法将0、6、12μm的超声振动振幅分别施加到铣削加工的进给方向加工TC4钛合金,得到不同加工参数条件下的表面形貌。用多功能扫描电子显微镜观察不同条件下的微观表面形貌,并且对不同表面的摩擦磨损性能进行了测试,分析了超声振动对表面摩擦磨损性能的影响。结果施加超声振动后,表面微观形貌与传统铣削加工存在较大区别。表面微观形貌不仅存在因进给速度产生的进给划痕,还存在一定规律的微观织构。摩擦磨损试验分析了干摩擦与润滑脂摩擦两种情况。干摩擦条件下,超声振动对摩擦系数的影响较明显,振幅为6μm时,摩擦系数有所减小;振幅为12μm时,摩擦系数有所增大。脂润滑条件下,摩擦系数变化较小。结论通过超声振动辅助铣削可以加工出具有一定微观形貌的表面织构,这些微织构的存在影响了加工表面的摩擦磨损性能,对于研究表面抗磨减阻性能有一定的作用。     

表面微织构对45#钢摩擦副表面摩擦学性能影响的实验研究

目的 通过在摩擦副表面进行激光微织构加工,研究不同分布形式的微织构对摩擦副的减摩作用效果,为微织构摩擦副在实际工程应用中的设计与选用提供参考。方法 选取45#钢作为摩擦材料制备环环接触的摩擦副,通过激光微雕刻在试件表面加工一定尺寸的微织构,在油润滑条件下,利用万能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损实验,并通过超景深三维显微镜观察磨损表面,研究不同微织构在油润滑方式下对摩擦副的减摩作用机理及具体影响规律。结果 带有合理分布形式微织构的摩擦副接触表面能产生明显的动压润滑效应,其中径向沟槽微织构和凹坑状微织构在稳定磨损阶段的摩擦系数明显小于光滑表面,分别能减小摩擦系数16%和11%,局部网状微织构的摩擦系数与光滑表面没有明显差异,周向沟槽微织构的摩擦系数大于光滑表面。带有径向沟槽和凹坑微织构的摩擦副相比于光滑表面,温升有所降低,而周向沟槽和局部网状微织构随着摩擦表面磨损的加剧,温升更加明显,下试件分布有微织构的摩擦副接触表面摩擦系数要明显小于上试件分布有微织构的摩擦副。磨损局部放大图中,凹坑状微织构表面产生的磨粒剥落痕迹要明显浅于光滑试件表面,说明微织构能有效存储磨损磨粒,减少二次磨损对摩擦表面的破坏。结论 表面微织构能有效改善摩擦副的润滑性能,合理选择微织构分布形式和分布位置,才能最大限度地发挥微织构的减摩效果。     

不锈钢表面复合微结构的冰摩擦性能

目的探究不锈钢表面复合微结构的冰摩擦性能。方法采用纳秒光纤激光器在不锈钢表面构建类莲藕型沟槽复合结构,并对不同润湿性、粘附性和摩擦速度下的冰摩擦性能进行了观测与分析。结果微米-亚微米级复合结构是不锈钢表面超疏水高粘附的主要原因,热处理消除了样件表面的时效性,化学修饰实现了超疏水由高粘附性到低粘附性的转换。温度的变化改变了水滴在样件表面的接触状态。在滑动速度为0~1mm/s、载荷为2N的条件下,随着滑动速度的增加,疏水性越好、粘附性越低的表面具有较小的摩擦系数,因为摩擦热产生的水膜形成了润滑层,使冰摩擦处于混合摩擦阶段,降低了摩擦阻力。但过多的水膜会形成大量毛细管桥,增大阻力。结论超疏水表面由于其独特的类莲藕复合结构,减小了材料的接触面积,降低了毛细管桥的积聚,从而降低了冰摩擦表面的平均摩擦系数。同时,低粘附性降低了表面与水的粘滞性,阻止了更多毛细管桥的形成,是影响冰摩擦系数的另一重要因素。     

热处理对复杂铝青铜摩擦磨损特性的影响

利用RFT-Ⅲ往复式摩擦磨损实验机研究铝青铜Cu-14Al-X热处理组织和其摩擦磨损行为的关系,用扫描电镜对磨损表面进行观察和分析.结果表明,固溶时间对铝青铜的减磨性能影响不大、而对其耐磨性能影响却很显著.当固溶时间在2 h-15 h之间变化时,摩擦系数无变化,当固溶时间超过20 h后摩擦系数才增大,固溶2 h-6 h时,磨损形貌基本维持摩擦前的状态,固溶时间超过15 h后,磨损表面粘着磨损,磨粒磨损加重,超过20 h后,基体发生严重的塑性变形,表面被磨粒挖出很深的坑.耐磨性能恶化.     

Al-Cu-Fe-B多晶准晶材料的摩擦特性

在不同摩擦试验条件下，准晶材料Al59Cu25.5Fe12.5B3与类金刚石(DLC)涂层在自制的摩擦仪进行了干摩擦试验。研究了温度、摩擦速度、载荷和气氛四种参数对准晶材料摩擦特性的影响；采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及表面分析仪等对准晶材料的晶体结构、表面形貌和磨屑进行了观察与分析。结果表明：所有参数均对摩擦系数、表面形貌和表面粗糙度有影响，温度的影响尤为显著。随着载荷和摩擦速度的增加，摩擦系数减小。准晶材料350℃时的磨损机制主要为剥落磨损，表面形成了裂纹。此外在350℃时摩擦条件下，在准晶材料表面未发现组织结构的转变。     

电流和摩擦速度对输电材料磨损性能的影响

在载流高速摩擦磨损试验机上进行磨损试验,研究了速度和电流对输电材料(纯铜)磨损性能的影响,并对摩擦表面形貌进行了观察。结果表明:在一定速度条件下,电流增大,纯铜的摩擦系数减小,磨损率增大;在一定电流条件下,速度增大,纯铜的摩擦系数和磨损率都增大;在电流和速度的影响下,摩擦表面呈现粘着、塑性变形及氧化磨损特征。     

不同角度凹槽织构对缸套-活塞环摩擦性能的影响

针对船舶柴油机的缸套-活塞环表面纹理结构的磨损控制问题,利用化学刻蚀技术在缸套表面加工出三种倾斜角的凹槽织构。在MWF-10摩擦磨损试验机上开展织构化缸套试样在不同载荷下的摩擦磨损试验。综合摩擦系数、接触电阻以及磨损表面形貌等来分析不同倾斜角的凹槽织构对其摩擦性能的影响。结果表明:在400 N载荷下,倾角α=60°的凹槽织构对其摩擦系数降低最为明显;在200、600 N的载荷下,倾角α=30°凹槽织构的摩擦系数小。     

冲模模架基础技术（4）

第六章油膜支承压力和油槽问题1 摩擦系数如何根据表面状态发生变化? 众所周知,摩擦的大小用摩擦系数μ来表示。且摩擦力与摩擦速度和接触面积无关,与荷重P成比例(图6—1)。即 F=μ·P 其中比例常数μ表示两物体相合滑动时的滑动难易程度。上式在两物体表面完全干燥的条件下才成立。但实际上不可能得到完全干燥的状态,多少会有些润滑,因而根据实际速度,μ的值也必然发生变化。下面对各种摩擦状态下的μ值的变化状况作一简述。     

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  阐述了高强度螺栓摩擦连接的应用机理及摩擦系数对摩擦连接滑动承载能力的影响;指出钢材的强度及摩擦面的状态是影响摩擦系数值的两大因素;介绍了试件蕊板、复板厚度的确定及摩擦面的处理方法及工艺。     

初始表面粗糙度对沟槽织构摩擦性能的影响

目的探究初始表面粗糙度大小对激光沟槽织构化表面摩擦性能的影响规律。方法采用脉冲光纤激光器在不同粗糙度的45#钢试样表面制备具有不同深度、规则排列的沟槽织构,利用摩擦磨损试验机进行销-盘式往复摩擦试验,研究初始表面粗糙度对沟槽织构化表面摩擦系数的影响规律,以及不同初始表面粗糙度条件下,激光沟槽织构化表面的摩擦学行为。结果沟槽织构能够有效降低表面的摩擦系数,初始表面粗糙度、载荷和速度的大小对沟槽织构的润滑减摩性能有较大影响。在较低的载荷下,沟槽织构能有效提高表面的流体动压润滑效应;在较高的载荷下,沟槽织构能够有效改善表面的边界润滑性能。存在最优初始表面粗糙度,使得摩擦系数达到最小,初始表面粗糙度最优值的大小应根据载荷和速度大小来确定。结论根据摩擦副表面的载荷和速度工况条件,合理优化初始表面粗糙度能使沟槽织构获得较为理想的润滑减摩效果。