稀土化合物改性复合材料在油润滑下的摩擦学性能

以竹纤维为增强相,通过稀土化合物改性制备一种树脂基复合材料;采用环块式摩擦磨损实验,研究稀土化合物改性复合材料在油润滑状态下载荷、转速对试样摩擦学性能的影响,以及稀土化合物改性对复合材料试样摩擦学性能的影响;比较干摩擦状态和油润滑状态下复合材料的摩擦学性能,观察和分析试样磨损表面形貌,探讨其磨损机制。实验结果表明:油润滑条件下,稀土化合物改性复合材料的摩擦因数和磨损率都随着载荷的增大而增加;较高载荷下摩擦因数随着转速的增大先增加后减小,而磨损率则呈现逐步增加的趋势;稀土化合物的改性使竹纤维和基体界面结合更为紧密,提高摩擦因数的同时降低了磨损率;在油润滑作用下,试样磨损由干摩擦时的磨粒磨损和疲劳磨损转变成为轻微的疲劳磨损;在油润滑状态下,复合材料处于边界润滑状态,故摩擦因数和磨损率均低于干摩擦。     

添加聚四氟乙烯微粉后聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能

采用常温机械共混+高温模压方法制备了添加不同含量聚四氟乙烯(PTFE)微粉聚醚醚酮复合材料,研究了其力学性能、摩擦磨损性能及磨损形貌,并探讨了其摩擦磨损机理。结果表明:随PTFE微粉含量的增加,复合材料的洛氏硬度和压缩强度均降低,干摩擦条件下的摩擦因数减小,体积磨损量先降后升,当PTFE微粉质量分数5%时,体积磨损量最低;在油润滑和水润滑条件下复合材料的摩擦因数和体积磨损量均小于干摩擦条件下的,且随PTFE微粉含量的增加,油润滑条件下的体积磨损量下降,而水润滑条件下的增大;在干摩擦条件下复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主,并伴有疲劳磨损,在油润滑条件下复合材料表面存在少量片状PTFE磨屑和碳纤维富集,在水润滑条件下复合材料表面被PTFE微片层覆盖,局部存在微裂纹和孔洞。     

润滑条件对纳米SiO2填充尼龙复合材料摩擦学性能的影响

利用MM-200磨损实验机在干摩擦、水润滑和油润滑等条件下，研究了润滑条件对含量为10％的纳米SiO2填充尼龙1010复合材料与45^#钢对磨时的摩擦学性能的影响，并利用扫描电子显微镜对纳米SiO2-PA1010复合材料的磨损表面和磨损机理进行了观察和分析。结果表明水润滑时，纳米SiO2-PA1010复合材料的摩擦因数比在干摩擦时有一定程度的降低，但磨损量却比干摩擦时增加了很多；而在油润滑时，摩擦因数和磨损量均比干摩擦和水润滑时降低了许多；复合材料的磨损机制也随着润滑条件的不同发生了相应的变化。     

FeS/铜基复合材料摩擦磨损性能研究

通过粉末冶金方法制备含Fe S的铜基复合材料,采用M-200型摩擦磨损试验机,分别在干摩擦和浸油干摩擦条件下对其摩擦磨损性能进行检测。结果表明:Fe S/铜基复合材料在2种工况条件下均具有一定的减摩效果,并且随着Fe S含量的增多,摩擦副摩擦因数越来越小;在浸油干摩擦条件下,当Fe S含量较高时,润滑油与Fe S转移膜共同作用形成液-固润滑膜,边界润滑效果较好。     

水润滑下与表面镀Cr40Cr钢配副的C/C复合材料的滑动摩擦磨损行为

水润滑条件下,在M2000型摩擦试验机上测试了3种具有不同基体炭结构的C／C复合材料（C／C）的摩擦行为。结果表明：随载荷增加,3种材料的摩擦因数均先增后降。其中,完全化学气相渗透工艺（CVI）制备的A材料摩擦因数波动幅度最大,在0．04～0．09之间波动;完全树脂浸渍炭化工艺（RI）制备的B材料和CVI＋RI工艺制备的C材料摩擦因数波动幅度小,在0．05～0．063之间波动。3种材料的体积磨损均随载荷增加而增加,其中C材料的磨损最小,在1．7～4．5mm^3之间波动。随时间延长,3种材料的摩擦因数基本保持稳定。SEM观察表明：随载荷增加,材料磨损表面膜逐渐完整。在B材料磨损表面,临近纤维的树脂炭呈环状磨损形貌;在C材料磨损表面,热解炭磨屑呈片状形貌,轴向垂直滑动方向的纤维呈螺旋状断裂形貌。     

碳纤维增强PTFE复合材料与不同铝合金配副的摩擦磨损性能

将碳纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料分别与4032铝合金和阳极氧化4032铝合金组成摩擦副,在干摩擦和油润滑条件下进行摩擦磨损试验,对摩擦因数、磨痕宽度及磨损形貌进行了研究。结果表明:在干摩擦条件下,复合材料与铝合金配副时,产生了严重的磨粒磨损,复合材料的磨痕宽度较大;复合材料与阳极氧化铝合金配副时,磨损机理主要为黏着磨损,并伴随着轻微的磨粒磨损,复合材料的耐磨性能有所改善;在油润滑条件下,随着碳纤维含量增加,复合材料在与铝合金和阳极氧化铝合金配副时的磨痕宽度均下降,磨损过程未出现磨粒磨损。     

离子渗硫层在油润滑条件下的转动微动摩擦磨损性能

利用低温离子渗硫技术在LZ50钢表面制备渗硫层,在干摩擦和油润滑条件下开展不同角位移幅值的渗硫层转动微动磨损试验,并利用扫描电子显微镜、能谱仪和轮廓仪对磨斑进行微观分析。试验结果表明:与干摩擦相比,油润滑条件下离子渗硫层呈现出不同的微动运行工况图,部分滑移区和滑移区的界限向左移动,滑移区的运行范围增大;在部分滑移区,渗硫层在油润滑条件下的摩擦因数几乎不变,且明显低于干摩擦,损伤十分轻微;在滑移区,渗硫层在油润滑条件下的摩擦因数仍低于干摩擦,呈现"初始-爬升-稳定"3个阶段,其磨损机制为磨粒磨损和剥层。     

凹凸棒土改性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料,考察纳米复合材料的力学性能及在干摩擦、水润滑和油润滑3种情况下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:凹凸棒土质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度最好,随着纳米颗粒含量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率明显下降,而弹性模量一直呈现上升趋势;在干摩擦条件下,低含量的纳米颗粒有助于转移膜的形成,可以有效改善材料的摩擦性能;在水润滑下,由于水的溶胀和冷却作用,摩擦因数较干摩擦降低了一个数量级;在油润滑下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦表面,材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,相比于干摩擦和水润滑的磨粒磨损,此时磨损机制以疲劳磨损为主。     

空气/氮气气氛下电流和摩擦速度对C/C复合材料载流摩擦磨损性能的影响

在空气/氮气气氛下研究了电流、摩擦速度、载荷等试验参数对C/C复合材料载流磨损率和摩擦因数的影响,并对磨损表面的形貌和成分进行了观察和分析。结果表明:随着电流和摩擦速度增大,C/C复合材料的磨损率和摩擦因数均增大;相较于空气气氛,氮气气氛下的摩擦因数较高,磨损率较低;空气气氛中炭材料的氧化加剧了材料的磨损,使得磨损率较高,而摩擦过程中材料表面形成的氧化膜使得摩擦因数较低。     

镀银膜轴承在油和脂润滑下的摩擦性能

试验研究镀银膜轴承在干摩擦、润滑油和润滑脂复合润滑下的摩擦性能。试验结果显示:在中低转速下,镀银膜轴承在银膜和液体润滑剂(油和脂)复合润滑下的摩擦因数仅相当于银膜干摩擦下摩擦因数的10%左右,且变化平稳;在高转速下,试验轴承在银膜和液体润滑剂复合润滑下的摩擦因数随转速增加而增加,且银膜与润滑脂复合润滑条件下的摩擦因数随转速增加得更快,但仍小于银膜干摩擦下的摩擦因数;镀银膜轴承在银膜和液体润滑剂(油和脂)的复合润滑下的磨损小于银膜干摩擦时的磨损;中低转速下,镀银膜轴承在液体润滑剂(油和脂)复合润滑下的摩擦磨损性能远优于银膜干摩擦时的摩擦磨损性能。     

Ag膜在干摩擦、油和脂润滑下的摩擦学性能研究

精密运转部件表面沉积一层软金属银和银基固体薄膜可以有效地降低摩擦、减小磨损。通过钢球/镀Ag膜摩擦盘在干摩擦、4122油和L252脂润滑条件下的球-盘摩擦学试验,研究Ag膜在油和脂复合润滑下的摩擦学性能,分析润滑条件、载荷、速度对Ag膜摩擦因数的影响。试验结果表明:在4 N法向载荷和油、脂润滑下,与干摩擦相比,镀Ag膜摩擦副的最大静摩擦因数分别减小了10.7%和6.1%;在0～2 000 r/min转速范围内,Ag膜摩擦因数随转速增加而减小,与干摩擦相比,油润滑下Ag膜摩擦因数减小9%～48%,脂润滑下Ag膜摩擦因数减小17%～52%。Ag膜在干摩擦、4122润滑油和L252润滑脂复合润滑下,摩擦因数均随载荷增加而降低;Ag膜摩擦副/钢球在油、脂复合润滑下启动摩擦力矩小,摩擦副在宽转速范围内摩擦因数变化小,运转平稳。     

不同纤维增强和不同固体润滑剂改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

以碳纤维或玻璃纤维为增强纤维,二硫化钼(MoS_2)或石墨为固体润滑剂,制备了不同配方的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料;在干摩擦和油润滑条件下对复合材料进行了摩擦磨损试验,观察了其磨损形貌,并分析了不同增强纤维和固体润滑剂对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在干摩擦条件下,当固体润滑剂相同时,与玻璃纤维增强的相比,碳纤维增强PTFE复合材料的磨痕宽度更小、摩擦因数更大,而当增强纤维相同时,MoS_2改性PTFE复合材料的磨痕宽度比石墨改性的小,摩擦因数比石墨改性的大;在油润滑条件下,当固体润滑剂相同时,碳纤维增强PTFE复合材料的磨痕宽度比玻璃纤维增强的小,摩擦因数比玻璃纤维增强的大,当增强纤维相同时,MoS_2改性PTFE复合材料的磨痕宽度比石墨改性的略低,摩擦因数比石墨改性的大。     

高温、水介质下GH05轴承材料摩擦磨损性能*

高温、水介质润滑环境下轴承用高温无磁合金GH05材料的性质会发生转变,影响其磨损系数,进而影响轴承磨损性能,导致轴承振动噪声加剧。利用高温摩擦磨损试验机开展高温、水介质润滑下高温无磁合金GH05材料的摩擦磨损试验,分析温度、载荷、润滑对材料摩擦磨损性能的影响,获取关键性能参数,为特殊工况和润滑条件下的轴承寿命评估提供试验数据。结果表明：对于轴承用材料高温无磁合金GH05,在高温300 ℃时的摩擦因数约为0.53,在水介质润滑条件下的摩擦因数约为0.35;相比于常温25 ℃下摩擦因数,高温300 ℃环境下摩擦因数波动范围小,稳定性更强;相比于干摩擦状态,水介质润滑条件下摩擦因数小,稳定性好;随着温度的升高,无磁合金材料GH05的耐磨性降低;相同试验载荷下,无磁合金材料GH05在高温300 ℃干摩擦条件下的磨损体积最大,在常温水介质润滑条件下磨损体积最小。高温无磁合金材料GH05的磨损系数在高温300 ℃干摩擦条件下取值范围为1.93×〖JP〗10-7~3.02×10-7mm2/N。     

高载荷条件下石墨-石墨摩擦副的摩擦学特性研究

利用研制的高载荷条件下摩擦因数测试装置,研究了石墨/石墨摩擦副在空气、水和油介质中的摩擦学特性。结果表明在4~15MPa范围内,随着载荷的增加,摩擦副在空气、水和油介质中的摩擦因数都逐渐降低;在油介质中摩擦副的摩擦因数最小,在水介质中摩擦因数变化最平稳,在空气中摩擦因数最大,且随载荷的增加变化幅度最大。磨损表面原始形貌对比分析表明,在空气中,摩擦副表面处于边界润滑状态,主要磨损机制是粘着磨损和犁削;水润滑条件下为轻微犁削;油润滑条件下,摩擦副表面处于为边界润滑和流体润滑状态,油中的减摩剂对试样表面有抛光作用。     

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。     

盐浴软氮化42CrMo的摩擦学性能分析

对42CrMo进行盐浴软氮化处理,分析盐浴软氮化处理对42CrMo试样硬度的影响,研究不同润滑条件下42CrMo试样的摩擦学性能,分析其摩擦磨损机制。结果表明:盐浴软氮化处理过的42CrMo的平均硬度为HV747.33,约是未处理基体的(HV310)的2.5倍;在其他条件相同时,随载荷的增加,干摩擦条件下42CrMo的摩擦因数先增加后减小,边界润滑和油润滑条件下的摩擦因数不断增加;42CrMo在干摩擦条件下的摩擦因数、表面磨痕深度和磨损量均要明显高于边界润滑和油润滑条件下;在干摩擦条件下42CrMo的磨损机制为严重的黏着磨损和塑性变形,边界润滑条件下42CrMo表面磨损减缓,有轻微犁沟;油润滑条件下42CrMo表面为磨粒磨损,无明显变形。     

碳化硅陶瓷与聚醚醚酮复合材料的摩擦磨损特性研究

研究了碳化硅(SiC)陶瓷/聚醚醚酮(PEEK)复合材料摩擦副在干摩擦和水润滑条件下的滑动摩擦磨损行为,并分析了载荷和水润滑条件对SiC/PEEK摩擦副摩擦因数和耐磨性的影响。结果表明:干摩擦条件下,摩擦因数随时间的增加逐渐趋于稳定直至试验结束,载荷越大,达到稳定摩擦状态所需要的时间越短;水润滑条件下,由于水的存在,改善了SiC/PEEK摩擦副的边界润滑条件,同时水起到了冷却作用,因此载荷对摩擦因数的影响不大。     

纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用热模压工艺制备了纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺(PI)纳米复合材料,考察了复合材料的力学性能、在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察了冲击断面和磨损表面形貌.结果表明:纳米ZrO2在低含量下对PI复合材料的力学性能影响不大,随着其含量的增大,材料的弯曲性能下降,刚性增大.在干摩擦条件下,较低的纳米颗粒含量有助于转移膜的形成,从而降低材料的摩擦因数及磨损率.纳米ZrO2体积分数为1%时,材料的摩擦磨损性能较纯PI分别下降了50%和15%;在油润滑条件下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦界面,PI复合材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,此时磨损机制以疲劳磨损为主.     

碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能研究

利用MRH-03型环-块摩擦磨损试验机研究不同碳纤维含量的聚醚砜酮(PPESK)基复合材料的摩擦磨损性能,讨论载荷、速度及润滑介质对质量分数10%碳纤维增强复合材料摩擦磨损性能的影响,并用SEM观察材料的断面形貌和磨损表面形貌。结果表明：适量碳纤维的加入可以明显提高材料的摩擦磨损性能,并使得复合材料干摩擦条件下的磨损机制由严重的磨粒磨损和黏着磨损转变为黏着磨损和轻微的磨粒磨损。以质量分数10%碳纤维增强的复合材料为例,随着载荷的增加复合材料在干摩擦条件下的摩擦因数降低,而磨损率先降低后增加,在高滑动速度下复合材料的摩擦因数降低而磨损率增加;而海水润滑介质的加入大大降低了材料的摩擦因数和磨损率,并使得复合材料的磨损机制由干摩擦条件下的黏着磨损和轻微的磨粒磨损转变为轻微的磨粒磨损。     

碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的摩擦学性能

利用MRH-03型环-块摩擦磨损试验机研究不同碳纤维含量的聚醚砜酮(PPESK)基复合材料的摩擦磨损性能,讨论载荷、速度及润滑介质对质量分数10%碳纤维增强复合材料摩擦磨损性能的影响,并用SEM观察材料的断面形貌和磨损表面形貌。结果表明:适量碳纤维的加入可以明显提高材料的摩擦磨损性能,并使得复合材料干摩擦条件下的磨损机制由严重的磨粒磨损和黏着磨损转变为黏着磨损和轻微的磨粒磨损。以质量分数10%碳纤维增强的复合材料为例,随着载荷的增加复合材料在干摩擦条件下的摩擦因数降低,而磨损率先降低后增加,在高滑动速度下复合材料的摩擦因数降低而磨损率增加;而海水润滑介质的加入大大降低了材料的摩擦因数和磨损率,并使得复合材料的磨损机制由干摩擦条件下的黏着磨损和轻微的磨粒磨损转变为轻微的磨粒磨损。