高分子复合润滑涂层对低碳钢表面摩擦学性能的影响

为替代磷化-皂化处理工艺,通过浸涂高分子复合润滑液的方法在低碳钢试样表面制备涂层。利用HT-500型球盘摩擦试验机考察了低碳钢在高分子复合润滑涂层、磷皂化膜、无润滑介质这3种不同润滑条件下摩擦学性能,同时分析了干摩擦接触表面上摩擦切应力,并应用VHX-600K型超景深显微镜对磨损表面形貌观察,探讨磨损机制。结果表明：高分子复合润滑涂层与磷皂化膜具有相接近的润滑减摩特性,摩擦因数与干摩擦相比分别减小67.33%和68.79%,对摩初期5 min内前者略低2.1%,且减摩性能都较稳定。此外,磨损机制与不同润滑条件下的摩擦行为有关。干摩擦过程中,磨粒磨损、氧化磨损起主导作用;表面有磷皂化膜的摩擦磨损机制主要为轻微磨粒磨损与少量氧化磨损;高分子复合润滑涂层作用下,表面磨损程度最小,主要表现为轻微磨粒磨损。     

加热成形中纯钛板与模具间的摩擦行为（英文）

板料/模具间的摩擦润滑条件是影响薄壁钛合金产品成形质量、成形极限和模具寿命的关键因素。利用压缩扭转摩擦方法,结合正交试验设计,改变模具材料、润滑状态、温度和压力等参数,研究热成形CP-3钛板和模具间摩擦因素的变化规律及作用机理。结果表明:影响CP-3板料温成形摩擦因数显著因素为润滑剂、模具粗糙度、模具材料、转速、压力和温度;相对于干摩擦,石墨和Mo S2干膜润滑剂对板料/模具间摩擦的改善效果均很明显,摩擦因数最大降低了0.318;不同参数下Cr12Mo V/CP-3和铝青铜(QA110-3-1.5)/CP-3摩擦因数的变化趋势基本相同,即随模具表面粗糙度和转速的增大而增大,随温度和压力的增加先增大然后减小。     

基于微量润滑的微铣削单晶高温合金表面粗糙度研究

以单晶镍基高温合金DD98材料为研究对象,搭建微量润滑冷却系统微铣削平台。对比微量润滑和干切削冷却条件下,微铣削工艺参数对表面粗糙度的影响机制和规律。结果表明:在微量润滑冷却条件下,单晶高温合金的表面粗糙度获得较大提升;两种不同冷却方式条件下,微铣削表面粗糙度均随着主轴转速的升高而减小,随着进给速度的增加在克服尺度效应后缓慢增大,随着背吃刀量的增加而增大。     

平面模具表面不同摩擦条件下圆柱体铝坯镦粗的实验研究

除少数成形工艺如无模拉丝外,摩擦在金属体积成形过程中起着重要的作用.在冷镦粗过程中,模具与工件表面之间存在的摩擦约束直接影响着工件的塑性变形.当圆柱体在上下压板之间轴向受压时,与压板表面接触的工件材料受到不均匀变形,导致圆柱体产生鼓形.接触面之间的摩擦阻碍了工件表面及其邻近区域金属的塑性流动,从而使得圆柱体中相对难变形的金属材料形成锥楔,这部分金属具有很强的应变硬化并导致易变形金属外凸而形成鼓形.本文通过实验研究了圆柱体铝坯镦粗时,平面模具不同的摩擦条件对鼓形产生的影响.在实验中,具有不同表面粗糙度的平面模具是经过不同的机械加工方法,如磨削、铣削、电火花加工、车削后0号晶相砂纸打磨得到的,并且采用了两种相对高度的圆柱体试样.实验结果表明,鼓形曲率半径的测量值与假设鼓形为圆弧时由实验数据所得出的计算值相一致.最后,本文建立了不同摩擦条件下各种鼓形参数,如周向应变、静水压力、几何形状因子以及应力率因子之间的关系.     

变形热对齿轮冷锻精度影响的数值模拟研究

在有、无变形热产生的条件下,采用刚塑性热力耦合有限元法,对冷精锻直齿圆柱齿轮成形过程进行了模拟,并且完成了直齿轮冷锻模具弹性变形和工件弹性回复的模拟。由模拟结果可知:变形热的产生及热量传导能对齿轮精度产生很大的影响;由于在不同温度下材料的膨胀系数以及弹性模量不同,在有变形热的条件下,成形力有所降低,模具弹性变形和工件弹性回复量增大。     

不同润滑介质作用下GCr15/10钢摩擦与润滑特性分析

利用球-盘式摩擦磨损试验机对GCr15/10钢摩擦副在无润滑以及冷精整用乳化液、Mo S2水基润滑液、磷化-皂化膜层和水基高分子混合液这几种不同润滑条件下进行摩擦试验,考察了不同润滑介质对摩擦系数及润滑特性的影响。结果表明:润滑介质可以有效降低摩擦副的摩擦系数;接触面上附加有4种润滑介质的摩擦系数平均值在滑动初期相差较小,随着摩擦时间的增加而呈现明显变化差异。运用牛顿动力学阐明了摩擦系数变化中前后瞬时波动的原因为接触表面高低不平的分布形态,同时指出材料的摩擦与润滑特性会根据润滑介质成分及与基体结合机理的不同而产生相应的变化。     

刀具表面状态对电工钢板剪切断面完整性的影响

目的研究电工钢板材精密剪切加工过程中,刀具表面粗糙度与润滑条件对剪切断面完整性的影响。方法使用不同表面粗糙度的刀具,分别在干切和润滑下对0.5mm厚的无取向电工钢进行剪切加工实验,使用MahrXT20粗糙度轮廓仪检测刀具表面粗糙度,使用Kistler三向测力仪测量剪切过程中的三向力,使用Keyence超景深显微镜检测断面形貌和截面轮廓,使用维氏显微硬度计测试剪切边缘硬度分布,使用有限元方法计算刀具表面粗糙度和润滑油膜对刀具-工件表面接触面积和摩擦力的影响。结果干切条件下,刀具表面粗糙度Rα值越大,剪切力越大,剪切边缘加工硬化越大,剪切断面完整性越差。润滑条件下,随刀具表面粗糙度Rα值的增加,剪切断面完整性先变好后变差,且加工硬化与剪切力都呈现出先减小后增加的趋势。刀具表面粗糙度Rα值较小或较大时,加注润滑剂难以改善加工效果,甚至产生负面影响。板材与刀具接触界面润滑条件下,刀具表面粗糙度Rα=0.2μm时有最优加工效果,相对干切条件,其光亮带高度和表面完整性分别增加16.9%和4.3%,塌角高度、硬化层相对深度以及F_y和F_z分别减少15.4%、28.1%、26.9%和7.1%。结论刀具表面粗糙度Rα增大,工件材料的附加微观变形增大,造成剪切断面完整性恶化;当刀具表面粗糙度合适时,添加润滑剂,可以在接触界面形成连续油膜,显著减少刀具与板材间固体接触面积和摩擦力,提高剪切断面完整性。工业生产中,刀具会逐渐磨损,导致表面粗糙度增大,故必须关注刀具表面粗糙度对剪切断面完整性的影响,并注重与润滑油的配合。     

基于热混合润滑的钢/橡胶接触表面水润滑增强调控

目的 增强钢/橡胶摩擦副的润滑性能,为提高混合润滑状态下水润滑轴承的性能提供参考。方法 建立水润滑条件下钢/橡胶摩擦副的热混合润滑模型,讨论热效应对润滑性能的影响,并在此基础上进一步研究表面粗糙度、水基润滑剂黏度和供水压力对水润滑增强调控的作用。结果 与等温解相比,热效应使Stribeck曲线发生了右移,摩擦因数和载荷比增大,膜厚比降低。最高水膜温度随着转速的增加而升高,热效应对混合润滑性能的影响显著。减小摩擦副表面粗糙度,Stribeck曲线向左移动。在相同转速下,载荷比随着表面粗糙度的减小而降低,膜厚比反之。表面粗糙度越大,水膜温度越高,最高温度位于出口区,且钢的表面温度低于水膜和橡胶的表面温度。当水基润滑剂的黏度增大时,膜厚比增大,载荷比和最高水膜温度降低,Stribeck曲线发生左移。增加供水压力可以改善水膜压力分布,使水膜承载区增大、压力减小,粗糙峰接触压力和承载区减小,导致载荷比减小、膜厚比增加,Stribeck曲线向左偏移,水膜最高温度降低。当接触区由边界润滑向混合润滑过渡时,水膜最高温度出现拐点,且水膜最高温度拐点随着供水压力的增加而左移。结论 热效应会降低摩擦副的混合润滑性能,因此在混合润滑中不能忽略。考虑热效应时,通过减小表面粗糙度,或增加水基润滑剂黏度和供水压力,均有利于增强钢/橡胶接触表面水润滑的混合润滑性能。     

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。     

滑动摩擦接触对母线弯曲成形质量的影响

目的 研究滑动摩擦接触对1060纯铝母线弯曲成形质量的影响,得到表面质量更好的工件,降低废品率。方法 采用自行设计的V形三点式自由弯曲成形的摩擦力测试装置,通过更换不同表面粗糙度的凹模圆角、不同润滑介质以改变接触状况,进行一系列摩擦试验。通过钨灯丝扫描显微镜获得板料弯曲件表面微观形貌图,通过MATLAB软件对所采集的数据进行曲线处理。结果 得到不同粗糙度的凹模圆角以及不同润滑介质条件下的弯曲力-行程曲线。经测定,凹模圆角表面光滑时,无润滑状态下,最大摩擦力约为440 N;采用聚乙烯薄膜作为润滑介质,最大摩擦力约为100 N;采用聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,最大摩擦力约为20 N。凹模圆角表面粗糙时,无润滑状态下,最大摩擦力约为235 N;采用聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,最大摩擦力约为28 N。结论 添加润滑介质可以有效降低板料与凹模圆角之间摩擦力大小,进而提高弯曲件表面成形质量。滑动摩擦条件下,无论光滑还是粗糙的凹模圆角,采取润滑措施均能有效提高弯曲成形工件的表面质量,且聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,得到的板料表面质量最好。