电火花加工表面形貌与摩擦磨损

表面形貌与摩擦磨损间存在着一定的关系。本文通过对电火花加工与机加工的不同表面形貌的对比来探讨这一关系。     

铜基粉末冶金刹车闸瓦材料摩擦磨损性能研究

刹车闸瓦材料摩擦磨损性能的好坏直接影响到高速列车的运行安全。本文在摩擦试验机上测试了自制的铜基粉末列车闸瓦材料在不同刹车压力条件下的摩擦磨损特性。结果表明:随着刹车压力增大,摩擦系数和表面温度均呈增大趋势;刹车压力8 MPa以后形成的氧化薄膜起到了润滑作用,使摩擦系数趋于稳定。     

激光诱导表面改性制备铜基非晶-纳米晶粉末冶金摩擦材料

为改善铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能,研究了激光诱导表面改性制备铜基非晶-纳米晶粉末冶金摩擦材料方法.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪及硬度计等对粉末冶金摩擦材料层微观组织及性能进行了表征,结果表明:由于激光的急速加热和冷却以及以小质点杂质形式分布于α-Cu基体中的Zn,Sn和Pb元素抑制了再结晶的形核及长大,导致铜基非晶一纳米晶粉末冶金摩擦材料的形成.同时激光表面改性处理后,α-Cu相的晶粒尺寸减小了35%,二类应变均方根值增大39%,位错密度增加97%.聚合生长状态的α-Cu产生边缘溶解,大体积α-Cu枝解细小化.摩擦材料表观硬度提高了12.7%,α-Cu相显微硬度提高了14%.耐磨性能提高45%,摩擦系数升高1%.     

铜基粉末冶金刹车闸瓦材料的摩擦磨损性能研究

刹车闸瓦材料摩擦磨损性能的好坏直接影响到高速列车的运行安全。本文在摩擦试验机上测试了自制的铜基粉末列车闸瓦材料在不同刹车压力条件下的摩擦磨损特性。结果表明:随着刹车压力增大,摩擦系数和表面温度均呈增大趋势;刹车压力8 MPa以后形成的氧化薄膜起到了润滑作用,使摩擦系数趋于稳定。     

电火花加工表面形貌与摩擦磨损

表面形貌与摩擦磨损间存在着一定的关系。本文通过对电火花加工与机加。的不同表面形貌的对比来探讨这一关系。     

烧结温度对湿式铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

利用粉末冶金技术制备了湿式铜基摩擦材料,研究了烧结温度对摩擦材料性能的影响,得出最佳烧结温度.研究表明,在选用的烧结温度下,摩擦材料的各组元分布较均匀,致密化程度逐渐提高;随着烧结温度的升高,摩擦材料的抗压强度和密度均呈现先增大后降低的趋势,硬度逐渐增大;同时,摩擦系数逐渐降低,材料的稳定性提高,磨损量总体呈降低趋势....     

碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

借助混料-成形-烧结等工艺和性能测试、扫描电镜(SEM)的观察和分析,研究了不同种类和粒度的碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明:由于其制造过程不同,不同形态的碳自身的物理力学性能存在较大的差别,而在同种形态的碳中粉末的粒度和个体的区别导致不同形态碳对铜基摩擦材料的密度、孔隙度的影响具有不同的表象,进而影响到摩擦材料的摩擦磨损性能。试验研究证明,在铜基粉末冶金摩擦材料中采用具有一定粒度组成的鳞片石墨具有较好的综合摩擦磨损性能。     

碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

借助混料-成形-烧结等工艺和性能测试、扫描电镜（SEM）的观察和分析，研究了不同种类和粒度的碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明：由于其制造过程不同，不同形态的碳自身的物理力学性能存在较大的差别，而在同种形态的碳中粉末的粒度和个体的区别导致不同形态碳对铜基摩擦材料的密度、孔隙度的影响具有不同的表象，进而影响到摩擦材料的摩擦磨损性能。试验研究证明，在铜基粉末冶金摩擦材料中采用具有一定粒度组成的鳞片石墨具有较好的综合摩擦磨损性能。     

45钢干摩擦三维表面形貌特征研究

利用HST-100销-盘式摩擦磨损试验机考察干摩擦条件下45钢销试样的摩擦学性能,采用nanofocus三维表面轮廓测定仪检测其磨损表面形貌.研究表明,摩擦系数和表面高度偏差随滑动速度和载荷的变化存在一定的相关性,但二者随速度变化的相关性更强;陡峭度与复杂条件下摩擦系数呈线性变化,摩擦系数越大,陡峭度越大,尖峰宽度越小.     

不同基体炭结构的C/C复合材料摩擦表面特性和摩擦磨损机理

与表面镀Cr的40Cr钢配副进行滑动摩擦实验后,在JSM 6360LV扫描电镜上观察6种具有不同基体炭结构的C/C复合材料的磨损表面形貌。结果表明:完全光滑层(SL)炭结构的C/C复合材料摩擦表面在任何载荷下均难以形成完整的磨屑膜;完全粗糙层(RL)炭结构、粗糙层/树脂炭(RL/RC)的材料摩擦表面在低载荷时能形成较厚的磨屑膜,在高载荷时表面摩擦膜均很薄;完全RC结构试样摩擦表面在低载荷时完整、致密,在高载荷时有显著的磨屑膜剥落;RL/SL/RC、SL/RC结构试样在低载荷时的表面摩擦膜薄,而高载荷时,RL/SL/RC材料的基体炭磨损比SL/RC的严重;RL/SL或SL炭在摩擦中的损伤呈现阶梯状磨损形貌,RL炭在摩擦后难以分辨出原始形貌,RC炭在部分摩擦表面则为条纹状磨损形貌;RL/SL/RC、SL/RC结构的C/C复合材料摩擦形貌的稳定性高,材料耐磨性好,在一定载荷范围内有利于降低材料的摩擦因数和体积磨损。     

不同成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响与机理

采用温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料,研究了SiC、石墨和树脂炭成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响及其机理.结果表明:SiC在摩擦表面摩擦膜的形成过程中起骨架作用,提高SiC的含量有利于提高摩擦系数,降低磨损率;树脂炭在材料中具有粘结各成分和提高摩擦系数的作用,但其成膜性较差,易增大磨损率;石墨粉在制动过程中起润滑作用,适量石墨粉有助于形成稳定的摩擦膜降低磨损率;摩擦表面摩擦膜的形成有利于减少C/C-SiC材料的磨损率.     

有无电流条件下石墨自润滑铜基粉末冶金材料的摩擦磨损行为研究

以石墨自润滑铜基粉末冶金材料/铬青铜和纯铜基粉末冶金材料/铬青铜为摩擦副,采用销-盘式载流高速摩擦磨损试验机对材料的摩擦学特性进行研究.结果表明,材料的磨损率随滑动速度的增大而减小,电流对摩擦副的摩擦学特性有显著的影响;相同条件下,石墨自润滑铜基粉末冶金材料/铬青铜摩擦副的摩擦系数和磨损率都明显小于纯铜基粉末冶金材料.无电流条件下,摩擦面上出现了明显的粘着痕迹,摩擦副的摩擦磨损机理主要为粘着磨损;在电场作用下,摩擦表面产生熔融孔洞和犁沟现象,磨损机理主要为电气磨损和磨粒磨损.     

铁基粉末冶金材料渗硼强化的干滑动高温摩擦磨损行为

通过固体粉末渗硼法直接烧结铁基粉末冶金材料,制备具有渗硼层的试样。将铁基粉末冶金材料在850、950和1050 ℃渗硼处理3、5和10 h,采用光学显微镜及扫描电镜观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度;用 X 射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成;用Rockwell-C粘附性试验评估渗硼层与基体的粘合强度质量。使用 HT-1000 型高温摩擦磨损试验机测试了试样的摩擦磨损性能。结果表明,在850 ℃及950 ℃下渗硼形成单相Fe₂B,而FeB+Fe₂B双相渗硼层在1050 ℃下生成。粘附性试验与高温磨损试验均表明,在950 ℃下渗硼5 h的试样的渗层与基体结合最为紧密,抗磨损及抗氧化的能力最强。高温摩擦磨损试验中,微裂纹引起的分层剥落及氧化磨损是渗硼试样主要的磨损机制,未渗硼试样出现严重的的氧化和塑性变形。     

Fe3Al基摩擦材料的初步研究

采用粉末冶金工艺，设计制备了Fe3Al基摩擦材料，并对该材料的物理、力学性能、摩擦磨损性能和抗氧化性能与某铁基摩擦材料进行对照分析测试。借助磨损表面扫描图像和能谱分析。分析了该材料的磨损形式。探讨了其磨损机理。结果表明：该材料有较好的力学性能和摩擦磨损性能，相对于铁基摩擦材料有优良的抗氧化性能。有不同于铁基摩擦材料的摩擦磨损行为。其摩擦机理为：低速轻载条件下以疲劳磨损和磨粒磨损形式为主，高速重载条件下呈现轻微粘着磨损和疲劳磨粒磨损的混合磨损形式。     

表面织构对金属-聚甲醛材料摩擦副磨损行为与机理的影响

目的研究表面织构对金属-聚甲醛(POM)摩擦副磨损行为和机理的影响。方法通过光刻-电解的方法加工出带有不同参数凹坑的不锈钢试样与聚甲醛(POM)材料配副,在万能摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验,以评价其摩擦学性能。利用光学显微镜、三维形貌仪和SEM对磨损后的表面形貌以及磨屑形态进行观察分析。结果凹坑深度为5μm、面积率为10%时,减磨效果最明显,磨损率相比无织构试样下降了36.2%。凹坑深度为10μm时,表面织构的引入起到了增大磨损的效果。结论合适参数的表面织构能够有效减小大面积的材料粘着转移现象,对摩擦副具有良好的减磨效果。不恰当的表面织构参数会在凹坑边缘引发严重的应力集中现象,导致不锈钢试样对软材料微切削作用产生,这也是材料磨损率急剧增大的原因。     

火箭橇滑块摩擦磨损失效机理及形貌特征分析

目的为火箭橇滑块的表面磨损及其失效分析提供参考。方法选取火箭橇试验后的铜合金滑块为研究对象,采用电子显微镜、能谱仪、三维形貌仪和X射线衍射分析仪对摩擦磨损表面进行观察,并借助维氏硬度计和金相显微镜测试截面硬度及其组织结构变化。结果通过电子显微镜与能谱仪分析发现,试验后,滑块的表面存在沿摩擦方向的划痕、脱落颗粒、点蚀坑和粘着点,磨损形式有磨粒磨损和粘着磨损,对磨件上Fe等元素向滑块转移。由三维形貌分析可知,滑块表面出现很深的平行犁沟、撕裂状的表面、不规则裂纹和塑性堆积层。由X射线衍射分析可知,滑块表面形成了新的物相组织。通过维氏硬度计和金相显微镜分析滑块截面发现,由于加工硬化,沿表面至深度2.5 mm,硬度由129HV降低到95HV,降低约26%,且组织结构也随之发生变化。结论分析认为,干摩擦过程中火箭橇滑块表面聚集大量热能,导致温度沿截面呈明显梯度变化,因而引起组织结构随之变化,进而出现磨粒磨损和粘着磨损两种典型现象。加工硬化引起表面塑性降低,硬度沿截面方向呈梯度变化。     

发动机零件的摩擦磨损机理和表面改性技术

有关研究表明,影响燃料消耗的两个主要因素是车身的自重和摩擦损失。在一个典型的发动机系统中,摩擦引起的损失超过总功率的40％。本文介绍了发动机零件摩擦磨损机理和表面改性技术的研究工作,以及普通的和新开发的润滑技术,和发动机摩擦学的研究方法。进而探讨了为减少摩擦损失,在发动机零件上采用表面改性技术的发展趋势。     

纳米SiO2对铜基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金法制备添加0.75%的纳米SiO2(n-SiO2)和0.75%Cu包覆纳米SiO2(Cu/n-SiO2)复合粉体的新型铜基摩擦材料.采用惯性台架实验机,研究比较两种材料与未添加纳米SiO2的材料的摩擦学性能.结果表明:在铜基摩擦材料中添加微量n-SiO2可改善材料的耐磨性和耐热性;添加Cu/n-SiO2的铜基摩擦材料,耐热性提高32%,耐磨性提高2.02倍;添加n-SiO2的摩擦材料,耐热性提高7%,耐磨性提高18%;经铜包覆处理后的n-SiO2对材料性能的影响优于未处理的n-SiO2.     

激光扫描速度对铜基粉末冶金摩擦材料微观组织及性能的影响

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能,研究了宽带激光热处理扫描速度对摩擦材料微观组织及性能的影响.采用扫描电镜、X射线衍射仪对微观组织进行了研究,用硬度计、摩擦磨损试验机对性能进行了测试.结果表明:在激光功率1300 W条件下,当扫描速度高于130 mm/min时,α-Cu的相对含量没有太大变动,随扫描速度的降低,聚合生长态α-Cu边缘固相溶解加剧、细化.铜基粉末冶金层密度、硬度逐渐增大,耐磨性增强,摩擦系数提高.扫描速度低于130 mm/min后,α-Cu的相对含量开始减少,随着速度的降低加热时间增长,低熔点金属及微量Cu开始熔化析出,α-Cu在有液相存在的情况下聚合长大;铜基粉末冶金层密度、硬度较快降低,磨损开始加剧,同时摩擦系数变大.     

冲击载荷下铜基摩擦材料微观形变

研究冲击载荷下铜基摩擦材料的微观形变，试验是在分离式Hopkinson压杆上完成的，载荷工况分没围压和有围压两种，应变率范围为(10^2∽10^3)／s。冲击后的试件做SEM和X衍射分析。试验结果表明：该材料在没有围压时塑性变形以滑移为主，宏观形貌为冲击脆性破坏，断裂模式为沿晶断裂；在有围压时，基体上出现了孪晶现象和塑性流动的湍流花纹，塑性变形的形式为滑移和孪晶的组合。