40CrNiMoA钢激光淬火层的磨损实验研究

研究了40CrNiMoA钢激光淬火层的组织、耐磨性及磨损机理。试验结果表明：激光淬火组织具有良好的耐磨性．比高频淬火提高了2．3倍。     

激光离散淬火对轮轨材料磨损与损伤性能的影响

在MJP-30A型滚动接触疲劳试验机上进行激光离散淬火处理前后的轮轨试样的摩擦磨损试验,研究了激光离散淬火处理对轮轨材料的磨损与损伤性能的影响。结果表明:经激光离散淬火后得到致密的马氏体,对轮轨材料的表面硬度具有明显的增强作用,车轮和钢轨试样的表面硬度分别提高了约191.1%和214.5%;轮轨试样经激光离散淬火处理能显著提高轮轨材料的耐磨性,对均经处理的轮轨材料进行实验,发现车轮试样磨损率降低约20.5%,钢轨试样降低约21.9%;而单一处理轮轨试样能大幅降低处理试样的磨损,但其对摩副的磨损有小幅增加;未经处理轮轨试样表面损伤严重,主要表现为剥落损伤;激光离散淬火处理后轮轨试样表面损伤减轻,以小块剥落为主要的磨损形式;淬火区之间的基体表面以剥落损伤为主并伴随一定的疲劳磨损。激光离散淬火处理后轮轨材料组织的抗变形能力得到大幅提高,且淬火区能抑制基体材料的塑性变形。     

稀土对高合金铁基凸轮烧结材料组织与性能的影响

研究了在铁基凸轮烧结材料中添加稀土后,稀土对材料的组织及力学性能的影响.结果表明,加入一定量的稀土可以提高烧结密度,促进材料致密化,细化试样晶粒,改善碳化物形状,提高材料的硬度和冲击韧度,改善试样的耐磨性.当稀土添加量为0.2％时,试样的综合力学性能最好,与未添加稀土试样相比,硬度提高了11％,冲击韧度提高了48％,耐磨性明显提高.     

轧制无压烧结铁基干式摩擦材料的研制

研究了铁基粉末冶金摩擦材料的粉末轧制烧结工艺,在轧制前将非金属粉末颗粒用化学镀的方法预先包覆上一层金属铜,再把按比例混制好的多元粉末按一定的轧制工艺要求轧制成带状生胚,然后在真空烧结炉中进行无压力烧结。该种材料经测试其密度为4.9-5.5g/cm^3,μs〉4.5,μd〉0.33~0.40,磨损率≤4.09×10-7cm^3/J,完全可以达到常规法生产的粉末冶金摩擦材料所要求的性能指标,且该工艺方法所需设备和工艺过程相对常规有压法要简化。     

激光离散淬火对球墨铸铁磨损与损伤性能的影响

目的 利用不同激光表面离散淬火方式,改善球墨铸铁材料摩擦磨损性能。方法 采用Nd:YAG激光器对球墨铸铁圆盘试样表面分别进行激光环形淬火、条形淬火、点状淬火以及全淬处理,分析处理后球墨铸铁材料的显微组织结构、表面硬度分布状况,利用销-盘式摩擦磨损试验机研究不同激光淬火方式下球墨铸铁磨损与损伤的情况。结果 激光离散淬火球墨铸铁后,其表面生成马氏体白层,表面硬度提高约62.7%~93.8%,不同的处理方式硬化层深度相近,约55 μm。球墨铸铁试样经过激光离散淬火处理后,磨损量降低99%以上。未处理试样表面出现破坏性材料去除,损伤严重;激光离散淬火试样表面损伤轻微,以小块剥落与疲劳损伤为主。处理后的球墨铸铁材料抵抗裂纹萌生的能力增强,剖面裂纹的长度明显减小。结论 球墨铸铁材料经过不同方式的激光表面离散淬火处理后,表面硬度都得到显著增强,耐磨性能和抗损伤能力明显改善。不同的淬火方式改善效果不同,激光点状淬火效果最好,磨损量小,且剖面裂纹较小,不易向材料内部扩展。     

激光淬火层的转动微动磨损行为

利用激光淬火技术在LZ50钢表面形成淬火层.对激光淬火层及其基体材料(LZ50钢)在干态不同角位移幅值下进行了转动微动磨损试验,并采用扫描电子显微镜、电子能谱仪和形貌仪对磨斑进行微观分析.结果表明:与基材相比,激光淬火层在滑移区的运行范围向右移动,部分滑移区的运行范围缩小.激光淬火层降低了基体的摩擦系数,并提高了基体的耐磨性.在部分滑移区,激光淬火层损伤轻微;滑移区,激光淬火层的损伤主要表现为磨粒磨损.     

高频淬火对FeNiMoCuCr粉末烧结钢干摩擦磨损性能的影响

采用销盘式磨损试验机研究了FeNiMoCuCr系粉末烧结钢经表面高频淬火后,在干摩擦磨损条件下的磨损性能,并借助于扫描电镜观察和分析了磨损形貌,探讨其摩擦磨损机制。结果表明,试验材料的磨损率在磨损开始阶段,随摩擦滑移距离的增加而增加,而后逐渐趋于稳定;高频淬火处理后的FeNiMoCuCr粉末烧结钢的耐磨性高于烧结未淬火的磨损率,扫描电镜显示干摩擦磨损形貌为微观犁沟和塑性变形,粘着磨损和氧化磨损是主要的磨损机制。     

难烧结材料的烧结技术研究进展

介绍了难烧结材料的应用、制备技术,分析了难烧结材料难烧结的原因,对其烧结机理进行了深入探讨,并在理论分析的基础上提出了一些潜在的新型烧结技术.     

泥浆泵高铬铸铁材料激光淬火技术及其摩擦磨损性能研究

目的提高高铬铸铁的耐磨性能。方法采用CO_2激光器对高铬铸铁工艺试样进行表面激光淬火,利用MMW-1A型摩擦磨损试验机研究激光淬火后试样在磨粒介质条件下的摩擦学性能,并对试样的表面摩擦系数以及磨损率进行测量与分析。结果淬火后试样表层组织被细化,由表及里可分为淬硬区、热影响过渡区和基体区。与基体相比,淬硬层硬度显著提高,最高硬度出现在次表层,可达1105.7HV。当摩擦磨损试验达到稳定状态时,淬火后的试样表面摩擦系数均比未淬火的低,当淬火带间距为1 mm时摩擦系数最小,其值为0.3左右,而未淬火的试样表面摩擦系数高达0.65。相同磨损时间下,激光淬火试样均比未淬火试样的磨损率小,当淬火带间距为1 mm时,磨损率最小,耐磨性最佳。结论激光淬火技术有效地提高了高铬铸铁材料的耐磨性能,延长了泥浆泵缸套的使用寿命。     

烧结黄铜（H68）的摩擦磨损特性

研究了烧结黄铜（Ｈ６８）的物理一机械性能对其摩擦磨损特性的影响，探讨了在不同试验工艺下，烧结黄铜的磨损机制，结果表明，烧结黄铜的主要磨损机制是粘结磨损和磨粒磨损，与致密黄铜相比具有某些性能差异。     

WC-Co硬质合金热喷涂层中温处理后的摩擦磨损特性研究

在室温干摩擦条件下，对WC-Co热喷涂中温处理涂层／GCr15摩擦副在摩擦系数和耐磨性方面与45钢／GCr15作了滑动摩擦对比试验，观察分析了磨痕形貌，并对WC-Co热喷涂中温处理涂层的磨损机理进行了分析。结果表明：在干摩擦情况下，WC-Co热喷涂中温处理涂层的摩擦系数比45钢的高，耐磨性比45钢提高约100倍。WC-Co热喷涂中温处理涂层的磨损机理为脆性微剥落和磨粒磨损。     

WC-Co硬质合金热喷涂层中温处理后的摩擦磨损特性研究

在室温干摩擦条件下,对WC-Co热喷涂中温处理涂层／GCr15摩擦副在摩擦系数和耐磨性方面与45 钢／GCr15作了滑动摩擦对比试验,观察分析了磨痕形貌,并对WC-Co热喷涂中温处理涂层的磨损机理进行了分析。结果表明:在干摩擦情况下,WC-Co热喷涂中温处理涂层的摩擦系数比45钢的高,耐磨性比45钢提高约100 倍。WC-Co热喷涂中温处理涂层的磨损机理为脆性微剥落和磨粒磨损。     

混杂纤维增强低树脂基摩擦材料磨损机理及性能研究

目的改善刹车片摩擦材料的耐磨性和降低制动噪声。方法通过正交试验设计摩擦材料配方,利用极差分析法探究混杂纤维对低树脂基摩擦材料性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察摩擦材料磨损表面和磨屑的微观形貌,使用能谱仪分析磨屑的元素组成,以研究其磨损机理。结果混杂纤维增强低树脂基摩擦材料具有良好的耐磨性,其洛氏硬度维持在50~80HRM之间,剪切强度均处于11~16 MPa的适宜范围。随着树脂的质量分数从8%逐渐增加到10%,混杂纤维增强树脂基摩擦材料磨屑中O元素的质量分数降低了33.7%,Cu元素的质量分数降低了20.1%。结论丁腈胶粉对摩擦材料磨损率的影响最大,铜纤维对摩擦系数的影响最大,且铜纤维在摩擦过程中会在摩擦表面形成一层"转移膜",可以导出摩擦产生的高热量,从而缓解热衰退。酚醛树脂含量的变化影响摩擦材料的磨损机制,随着树脂含量的增加,摩擦材料由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

银-石墨烯复合材料的滑动摩擦磨损性能

采用球磨混粉、冷等静压和真空烧结的工艺流程制备了含0.5%~2.0%石墨烯的银-石墨烯复合材料,并对复合材料进行销盘式摩擦磨损试验以研究其大气环境滑动摩擦磨损性能。研究结果表明,因石墨烯易团聚,石墨烯含量限于1.5%时能够有效改善复合材料的性能。与未增强的银相比,由于在接触表面形成自润滑碳质膜,银-石墨烯复合材料表现出较低的摩擦系数、较少的磨损量和较低的接触表面温度。随石墨烯含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损量均下降。复合材料的主要磨损机制为粘着磨损和磨料磨损。     

激光喷丸强化对Ti13Nb13Zr生物合金摩擦性能的影响

对Ti13Nb13Zr合金进行激光喷丸强化处理,处理前后试样分别在3.5%的Na Cl溶液和Hank’s溶液中进行往复滑动摩擦试验,研究激光喷丸对Ti13Nb13Zr合金生物摩擦磨损性能的影响。通过磨损量和摩擦系数对材料的摩擦磨损性能进行了评价,利用光学显微镜、扫描电子显微镜对磨痕形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:与未喷丸试样相比,喷丸处理后试样的磨损量显著降低,无论在3.5%的Na Cl溶液还是Hank’s溶液的润滑下,激光喷丸试样的摩擦系数普遍降低,且随着激光能量的增大而减小;未喷丸试样呈现典型的接触疲劳磨损和擦伤磨损机制,而喷丸处理后试样则主要呈现磨粒磨损和粘着磨损机制。     

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。     

Ti811表面Ni基激光熔覆层显微组织及摩擦磨损性能的研究

目的通过激光熔覆技术在Ti811钛合金表面制备Ni基复合涂层,以改善其摩擦磨损性能。方法采用同轴送粉激光熔覆技术在钛合金表面制备Ni45+WC+Y2O3多道搭接激光熔覆层,运用XRD、SEM、EDS分析熔覆层微观组织及相组成,运用Bramfitt二维点阵错配度理论,计算低指数晶面间二维错配度,分析复合相结构。采用显微硬度计测试熔覆层显微硬度值,通过摩擦磨损试验机测试基材和熔覆层的摩擦磨损性能,采用白光非接触式轮廓仪测量基材和熔覆层磨损体积,结合磨损表面形貌,分析熔覆层磨损机制。结果熔覆层生成相主要包括Ti2Ni、Ti B2、Ti C、α-Ti以及Ti C依附于Ti B2的复合生长相。复合相中,Ti B2(0001)晶面与Ti C(111)晶面受热膨胀影响的二维点阵错配度δ=0.907%,满足晶格界面共格原则,Ti B2可有效作为Ti C的异质形核基底。熔覆层显微硬度值约为1050～1100HV0.5,摩擦系数约为0.42,磨损体积为4.07×107μm3,磨损率为3.0×10–4mm3/(N·m),磨损机制是以磨粒磨损为主,粘着磨损为辅的混合磨损机制。结论与基材对比,熔覆层显微硬度值提高约2.5倍,摩擦系数和磨损率分别降低约35%和36%,熔覆层摩擦磨损性能显著提高。