脂肪醇对Ti6Al4V/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型摩擦磨损试验机分别考察了Ti6Al4V/钢摩擦副在多种脂肪醇润滑下的摩擦磨损性能。结果表明,与液体石蜡相比,碳链长度小于碳8的脂肪醇作为Ti6Al4V/钢摩擦副的润滑剂表现出良好的润滑性能,其润滑机制是在Ti6Al4V磨损表面形成吸附膜。载荷和频率明显影响Ti6Al4V/钢摩擦副在脂肪醇润滑下的摩擦磨损行为和摩擦磨损机制:当载荷较小时,Ti6Al4V磨损表面主要发生轻微的擦伤;随着载荷增加,Ti6Al4V磨损表面擦伤严重并在更高载荷下发生较为严重犁沟和塑性变形。     

碳酸酯对Ti6Al4V/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型微动摩擦磨损实验机分别考察了Ti6Al4V-钢摩擦副在2种碳酸酯润滑下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了Ti6Al4V磨斑表面形貌和典型元素的化学状态。结果表明,2种碳酸酯作为Ti6Al4V/钢摩擦副的润滑剂所表现出的减摩抗磨和承载能力优于其相对应的脂肪醇;载荷和频率明显影响Ti6Al4V/钢摩擦副在碳酸酯润滑下的摩擦磨损行为;碳酸二-2-乙基己酯所表现出的减摩抗磨和承载能力明显优于碳酸二辛酯;2种碳酸酯对Ti6Al4V/钢摩擦副的润滑机制为在Ti6Al4V磨损表面形成吸附膜,从而起到减摩抗磨的作用。     

磷酸酯对Ti6Al4V/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型微动摩擦磨损实验机分别考察了Ti6Al4V/钢摩擦副在3种磷酸酯润滑下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了Ti6Al4V磨斑表面形貌和典型元素的化学状态.结果表明,磷酸三甲苯酯作为Ti6Al4V/钢摩擦副的润滑剂,其摩擦学性能明显好于磷酸二(2-乙基己基)酯和磷酸三丁酯.载荷和频率对磷酸三甲苯酯摩擦因数和磨损率的影响不同,摩擦因数随载荷和频率的增加变化不显著,磨损率随载荷的增加逐渐增加,随频率的增加先急剧下降,然后缓慢降低并趋于稳定;其磨损机制为在磨损表面形成牢固的边界膜,保护底材不受磨损.     

电场对WC-Co/Ti6Al4V摩擦磨损性能的影响

为了研究电场对摩擦副摩擦磨损性能的影响,在自行设计的高速摩擦磨损试验装置上,进行了WC-Co/Ti6Al4V摩擦副的摩擦磨损试验。结果表明：断开摩擦副热电回路可以有效地减小热电流对WC-Co/Ti6Al4V摩擦副摩擦磨损的影响,静电冷却环境下形成的强电场的效果更加明显,在抑制摩擦副磨损的同时还可以改善
Ti6Al4V磨损表面质量。通过扫描电镜及EDS能谱分析可知,静电冷却条件下的列宾捷尔效应削弱了钛合金的黏着能力,从而有效地减小了WC-Co的黏着磨损;WC-Co在高速摩擦时主要以黏着磨损、氧化磨损为主,同时伴有微裂纹的产生。
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磷酸酯对Ti6A14V／钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

采用SRV型微动摩擦磨损实验机分别考察了Ti6A14V／钢摩擦副在3种磷酸酯润滑下的摩擦磨损性能，并利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了Ti6A14V磨斑表面形貌和典型元素的化学状态。结果表明，磷酸三甲苯酯作为Ti6A14V／钢摩擦副的润滑剂，其唪擦学性能明显好于磷酸二（2-乙基己基）酯和磷酸三丁酯。载荷和频率对磷酸三甲苯酯摩擦因数和磨损率的影响不同，摩擦因数随载荷和频率的增加变化不显著，磨损率随载荷的增加逐渐增加，随频率的增加先急剧下降，然后缓慢降低并趋于稳定；其磨损机制为在磨损表面形成牢固的边界膜，保护底材不受磨损。     

AlCrN涂层刀具对Ti6Al4V的干铣削与磨损性能研究

在JTVC650B立式加工中心上分别使用未涂层刀具和AlCrN涂层刀具对45钢进行单因素干铣削试验,探究两种刀具对铣削弯矩性能的影响;采用AlCrN涂层刀具对Ti6Al4V进行干铣削试验,运用单因素试验法研究铣削方式和铣削要素对铣削弯矩的影响,并利用正交试验法结合方差分析和信噪比分析,研究AlCrN涂层刀具干铣削Ti6Al4V的最优铣削参数组合,并对AlCrN涂层刀具磨损区域进行SEM和EDS分析。研究表明：相对于未涂层刀具,采用AlCrN涂层刀具能够有效降低铣削过程中产生的弯矩;铣削Ti6Al4V时,AlCrN涂层刀具采用顺铣的方法比逆铣更优;铣削弯矩随着主轴转速的增加而逐渐减小趋于平稳,随着进给量和铣削深度的增加而增大,最优铣削参数为A3B1C1;AlCrN涂层刀具磨损区域存在磨料磨损、黏结磨损和扩散磨损。     

切削用量对车削Ti6Al4V切削力影响的研究

通过硬质合金刀具高速干切削Ti6Al4V钛合金的试验,分析了切削用量对切削力的影响.试验结果表明:在切削三要素中,切削深度和进给量对切削力的影响较大,切削速度对于切削力的影响较小.进给量对背向力的影响最大,切削深度对进给力的影响最大.刀尖圆弧半径对于进给力和背向力的变化规律有重要影响.     

Ni+注入参数对Ti6Al4V表面改性层生物摩擦学性能的影响

为改善Ti6Al4V表面的生物摩擦学性能,把不同能量与剂量的Ni~+注入到Ti6Al4V表面以形成表面改性层。用Nano IndenterⅡ型纳米显微力学探针测定表面改性层的纳米硬度,在MRTR多功能摩擦磨损试验机上以Zr O2球/改性层为摩擦副,以透明质酸钠溶液润滑剂在室温下进行生物摩擦学实验,使用S-3000N扫描电子显微镜观察生物摩擦学试验后试样的磨痕形貌并分析磨损机制。结果表明:Ni~+注入Ti6Al4V表面的形成相为Ti2Ni;随着注入能量和剂量增加,改性层中Ti2Ni的质量分数增加,改性层的纳米硬度增加,摩擦因数下降,且磨损出现不同程度的减轻;注入能量增加比剂量增加更有利于提高改性层的生物摩擦学性能。     

辉光离子渗氮对Ti6Al4V合金在航空煤油中摩擦学性能的影响

为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能,采用辉光离子渗氮技术对Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。分析了渗氮层的表面形态、组织结构、显微硬度沿层深的分布,对比研究了钛合金基体、渗氮层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能,并探讨了渗氮层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明:Ti6Al4V钛合金表面渗氮层硬度明显高于5CrMnMo工具钢,经表面抛光后处理,其耐磨性能显著优于钛合金基材与5CrMnMo工具钢,同时也有效降低了摩擦配副的表面磨损。研究同时发现QSn4-3铜合金配副的磨损体积损失与渗氮层的表面粗糙度呈线性递增关系,原因归于铜合金配副的磨损失效由渗氮层表面微凸体的磨粒磨损作用及航空煤油的润滑状况决定。     

高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究

应用硬质合金刀具对Ti6Al4V钛合金材料进行了高速车削和高速铣削试验,研究分析了干切削、空气射流及氮气射流条件下的切削温度变化情况。研究结果表明,氮气射流及空气射流条件下的切削温度明显低于干切削条件下的切削温度,而氮气射流条件下的钛合金高速切削温度则略低于空气射流条件下的切削温度。     

Ti6Al4V的微磨粒磨损研究

研究了医用Ti6Al4V合金在蒸馏水中的微磨粒磨损行为,考察了载荷、滑行距离、料浆浓度和转速对微磨粒磨损规律的影响,并对微磨粒磨损机制进行了讨论。结果表明:随载荷、滑行距离和料浆浓度的增加,Ti6Al4V合金的磨损量增加,磨损机制由三体磨损转变为混合磨损。     

氮离子注入与氮化提高Ti6Al4V合金冲击磨损性能的研究

采用高频低压等离子体浸没离子注入(HLPⅢ)技术对Ti6Al4V合金实施氮离子注入与氮化处理,在新型小载荷冲击磨损试验机上进行了冲击磨损试验,并与基体试样作对比研究。结果表明:经氮离子注入与氮化处理后的试样,在同一冲击力、冲击周次下磨痕深度减小;在不同冲击力下,试样临界冲击周次增加;离子注入与氮化处理可有效降低冲击载荷作用时表面的黏着性能,提高Ti6Al4V合金抗冲击磨损的能力。     

硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V界面摩擦特性研究

钛合金Ti6Al4V具有高的比强度、良好的机械性能和抗蚀性,但因其化学活性大、导热系数低,切削时刀具磨损严重。为选择合理切削参数以减少刀具磨损,研究钛合金在不同切削条件下刀-屑/工界面的摩擦特性。结果表明,在切削速度较低时,刀具磨损表面紧密接触区附有大量黏结物,而在切削速度较高时,会产生不稳定粘结物,且刀具与工件材料接触面发生扩散,不稳定黏结物的脱落造成刀具微崩刃,加速刀具的磨损;采用合理的切削速度时,黏附在刀具表面的工件材料会发生氧化反应,生成的氧化物具有一定边界润滑作用,使黏结磨损与氧化磨损达到平衡,因此能减弱刀具-工件间接触时的高温黏结,降低刀具的磨损。     

Characterization of LENS-fabricated Ti6Al4V and Ti6Al4V/TiC dual-material transition joints

The design of engineering structures with function-specific material members is on the increase. This requires advanced fabrication technologies with capabilities for multi-material processing. A major challenge however is obtaining effective transition from one material to another. Dissimilar material systems made using laser metal deposition processes have been investigated. The fusion of materials having different physical properties and chemical compositions under high laser power often results in defects at the joints due to thermal expansion mismatch, the formation of intermetallics, or other mechanisms. Some solutions have been proffered in previous works based on evaluations using qualitative techniques. However, quantitative experimental studies are imperative to accurately assess the mechanical behavior of dual-material structures for real-life applications as predictive tools have not yet been validated. In this work, different designs of material transitions from Ti6Al4V alloy to Ti6Al4V/TiC composites were established. Experimental evaluations of their strengths at these joints were made using LENS-fabricated tensile and flexural test samples. The mode of transition from one material to another was found to have a significant effect on the tensile strengths of the structures. Also, material transition designs with optimum strengths were applied for the fabrication of simplified dual-material minimum-weight structures and tested. The structures failed at locations away from the material transition regions, thus proving the effectiveness of the joints.     

TC4钛合金切削刀具磨损对切削过程影响的研究

通过建立的钛合金切削加工仿真数值模型,研究了刀具磨损对钛合金切削过程中切削力、切削温度及切屑形态的影响规律,并对这些影响的产生机理进行了讨论。结果表明:随着磨损程度的增大,切削力及切削温度会迅速增加;月牙洼磨损会引起切削力的剧烈震荡且振幅随磨损的增大而增大,后刀面磨损将增大切削力;锯齿形切屑的变形程度在加大,但是锯齿产生的频率在降低。     

硬质合金刀具铣削Ti6Al4V时刀具磨损及切削力研究

对硬质合金刀具在干切削状态下铣削Ti6Al4V磨损机理和切削力进行了试验研究,切削速度分别为40、80、120、160m／min。分析了切削力与切削方式、切削速度、切削路程的关系。最后,对刀具的磨损形态和磨损机理进行了探讨。结果表明粘结、扩散是硬质合金铣刀的主要磨损机理。     

硬质合金刀具高速切削Ti6Al4V合金时扩散磨损的数值模拟

应用通用商业有限元软件Deform-2D,对航空用钛合金Ti6Al4V进行了不同冷却润滑条件下的正交切削有限元模拟。在参考已有刀具扩散磨损率模型的基础上,利用有限元模拟出的刀具/工件接触区的切削温度与相对滑动速度等基本变量,对高速切削钛合金Ti6Al4V时的WC-Co类硬质合金刀具前刀面的扩散磨损率进行了预测,进而分析了切削介质的冷却与润滑作用对刀具扩散磨损率的影响。研究结果表明:切削介质的润滑作用对刀具前刀面的扩散磨损率具有较大影响,而切削介质的冷却作用则对刀具前刀面扩散磨损率无显著影响。     

SiCp/AI有机摩擦材料摩擦磨损特性研究

对20%Vol SiCp/AI复合材料与有机摩擦材料组成的摩擦副的摩擦磨损特性进行了试验研究.试验表明:该摩擦副在不同的速度情况下都具有平稳的摩擦系数.摩擦系数在一定速度范围内随速度增加而减小,而在超过一定速度后随速度增加而增大.对摩擦系数随速度变化的机理进行了讨论.     

Fretting of CoCrMo and Ti6Al4V alloys in modular prostheses

Implantation of a total hip replacements (THR) is an effective intervention in the management of arthritis. Modularity at the taper junction of THR was introduced in order to improve the ease with which the surgeon could modify the length of the taper section and the overall length of the replacement. Cobalt chromium (Co–28Cr–6Mo) and titanium (Ti–6Al–4V) alloys are the most commonly used materials for the device. This study investigates the fretting behaviour of both CoCr–CoCr and CoCr–Ti couplings and analyses their damage mechanisms. A reciprocating tribometer ball on plate fretting contact was instrumented with in situ electrochemistry to characterise the damage inflicted by tribocorrosion on the two couplings. Fretting displacements amplitudes of 10, 25 and 50?μm at an initial contact pressure of 1?GPa were assessed. The results reveal larger metallic volume loss from the CoCr–CoCr alloy compared to the CoCr–Ti alloy, and the open circuit potential indicates a depassivation of the protective oxide layer at displacement amplitudes >25?μm. In conclusion, the damage mechanisms of CoCr–CoCr and CoCr–Ti fretting contacts were identified to be wear and fatigue dominated mechanisms respectively.