坡缕石载铜复合纳米润滑添加剂的制备及摩擦学性能研究

使用化学还原法制备坡缕石载铜复合纳米颗粒,以铸铁HT200作为摩擦副,采用MMU-10G摩擦磨损试验机研究该纳米颗粒作为润滑添加剂的摩擦学行为,使用EPMA-1600电子探针、金相显微镜、Genesis能谱仪进行试样磨损面形貌观察和组成元素分析。实验结果表明:该纳米复合颗粒作为润滑添加剂具有优异的减摩效果和良好的抗磨性能,与基础油150N相比,平均摩擦因数下降66.2%,对应的摩擦副试件磨损失重减少80.9%,在试件表面生成由纳米坡缕石和纳米铜共同组成的自修复膜。     

密度及成分变化对粉末冶金摩擦行为的影响*

铁基粉末冶金材料的摩擦行为与组织形态、成分构成等密切相关。针对压缩机粉末冶金零件,展开油润滑条件下密度与成分变化对摩擦磨损行为的影响分析,通过环-环摩擦实验测试不同试件摩擦因数变化,并进行基体组织构成、端面微观磨损形貌的检测。结果表明:密度与成分变化对粉末冶金摩擦行为影响显著,密度变化对摩擦因数的影响随载荷大小呈不同变化规律,随密度增加,在200 N工况下,试件摩擦因数逐渐增加,而在400 N工况下,呈逐渐减小趋势,当载荷增大到600 N,密度变化对摩擦影响逐渐减弱,不同密度的试样的摩擦因数差异较小;碳含量和铜含量的提高均有利于减小摩擦因数,但碳成分变化起到主要作用;碳含量与铜含量共同提升可获得最佳减摩效果,效果显著优于单独提升碳或铜含量,摩擦因数最优可减小27.0%。     

纳米坡缕石的表面修饰及摩擦学性能研究

通过球磨改性的方法,使用油酸、硅烷、季铵盐、钛酸酯4种修饰剂对纳米坡缕石颗粒进行表面修饰,使用沉降法及TEM进行修饰效果评价。将经过修饰的纳米坡缕石颗粒作为润滑添加剂,在MMU-10G型高速高温摩擦磨损试验机上考察其摩擦学特性。结果表明:油酸对纳米坡缕石具有优异的表面修饰效果,且其在润滑油中具有良好的分散稳定性;经表面修饰的纳米坡缕石具有优异的减摩作用和良好的抗磨效果,与基础油相比,摩擦因数降低43.1%,磨损失重减少10.1%。     

织构参数对不锈钢与猪股骨间摩擦性能的影响

采用YLP-F20激光打标机在4Cr13不锈钢圆盘试件表面加工出不同尺寸的沟槽微织构试样;将织构试样与新鲜猪股骨制成的骨棒试样构成销-盘摩擦副,在立式万能摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,研究微织构参数对不锈钢与猪股骨在生理盐水润滑下的摩擦特性的影响。结果表明:沟槽型的摩擦因数比无沟槽的要小,在文中研究的范围内摩擦因数随着沟槽宽度的增加而减小,随着沟槽间角度的增加而增加;对加工微织构后的表面进行处理对摩擦因数的影响很大。文中研究范围内宽度200μm、深度20μm、角度1.21°微织构组合,相比较于无微织构试件摩擦因数最大降低了36.4%。     

石墨含量对石墨/铜复合材料载流摩擦磨损性能的影响

以石墨/铜复合材料和QCr0.5铜合金为摩擦副,在自制的销盘摩擦磨损试验机上进行不同电流密度下的摩擦磨损试验,考察石墨含量对石墨/铜复合材料载流摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着石墨含量的增加,石墨/铜复合材料的摩擦因数下降,载流效率和磨损率先下降后升高,石墨质量分数为10%时,载流效率最高,为12.5%时磨损率最低;随着电流密度的增加,石墨/铜复合材料的摩擦因数和载流效率下降,磨损率逐渐增加;石墨/铜复合材料在载流摩擦过程中存在黏着磨损、磨粒磨损和电弧烧蚀,电流密度较大时,电弧烧蚀比较严重。     

不同电解液及电解时间下表面形貌对45钢减磨性的影响

为提高材料表面耐磨性，探究不同电化学加工参数所生成的表面形貌对材料摩擦学性能的影响。对45钢试件进行电化学试验，研究试件在不同电解液中电解时间对凹坑形貌的影响，以及表面形貌对45钢试件在干摩擦和乏油润滑条件下摩擦性能的影响。结果表明：电解加工后试件表面变得较为光滑，且出现了随机分布的圆形凹坑，圆坑的分布密度随着电解加工时间的增加而增加；在2种摩擦条件下，试件的磨损体积变化趋势一致，均随着电解时间的增加先减小然后逐步增大；使用质量分数15%氯化铵为电解液时，表面凹坑半径随着电解时间的增加而增加，但试件过长的电解时间将导致表面质量变差。从试验得到的磨损体积与摩擦因数可知，凹坑直径范围在50～80μm、深度范围在5～10μm为最佳试验组，在干摩擦与乏油润滑条件下，相比未电解处理的45钢试件，磨损体积分别下降了13%和14%。在20%氯化钠与10%次氯酸钠的混合电解溶液下，电解时间180 s获得最优的45钢试件，相比未电解处理的45钢试件磨损体积降低了33%。     

蒙脱石和坡缕石纳米润滑油添加剂的摩擦学性能

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石和纳米坡缕石,分别按质量比3%添加到150N基础油中制备2种纳米润滑油分散体系,用激光粒度分析仪、TEM、IR表征纳米添加剂的分散稳定性,在MMU-10G摩擦磨损试验机上测试2种纳米润滑油对45#钢的减摩抗磨性能,用SEM和EDX等分析摩擦试样表面成分与形貌的变化及影响摩擦学性能的机制。结果表明:纳米蒙脱石平均粒径较小,在150N基础油中分散更稳定;2种纳米润滑油相比纯基础油润滑时的平均摩擦因数和磨损量均明显下降,其中纳米蒙脱石润滑油的抗磨减摩性能最好;2种纳米润滑油润滑时摩擦试样表面分别生成了含蒙脱石和坡缕石特征元素的自修复膜层,其中蒙脱石特征元素含量相对较高,说明纳米蒙脱石摩擦学性能更好。     

双辉光离子渗铜对缸套-活塞环摩擦学性能的影响*

为研究铜元素对缸套-活塞环摩擦学性能的影响,通过双辉光离子渗透技术在缸套材料表面加工出不同厚度的渗铜改性层,使用RTEC多功能摩擦磨损试验机开展不同负载、不同润滑条件下的模拟试验,采集并分析试验过程中的摩擦因数以及试验后体积磨损量和磨损表面形貌,研究渗铜改性层对缸套材料摩擦学性能的影响规律及作用机制。结果表明：渗铜处理可有效降低缸套-活塞环摩擦副的摩擦因数,减少磨损量;高载荷和干摩擦条件下渗铜改性层的减摩抗磨作用效果尤为显著,最高可使摩擦因数分别降低13.15%和30.86%,磨损量分别降低30.70%和38.57%;渗铜后缸套-活塞环磨损表面形貌平整,摩擦表面形成了铜含量较高的润滑膜层,该表面膜起到了减摩、耐磨的作用。     

纳米铜润滑添加剂在四球机上的摩擦学性能研究及机理探讨

用MRS-10J四球摩擦磨损试验机考察了N68基础油和添加了自修复纳米铜润滑添加剂NT1的N68NT1的摩擦学性能,用扫描电子显微镜（SEM）、x射线能量色谱仪（EDS）分析了钢球表面的磨斑形貌和组成,同时初步分析了纳米铜润滑添加剂的润滑机理.结果表明：自修复纳米铜润滑油添加剂NT1能显著改善N68基础油的摩擦学性能;在载荷为296 N、392 N、490 N,试验时间为30 min的试验条件下,摩擦副的摩擦因数同基础油的相比分别下降了33.8%、39.4%和55.5%;钢球的磨斑直径分别下降了46.5%、45.6%和32.5%;同N68相比,N68NT1的pB值提高了33.3%;这可能同摩擦过程中钢球表面上沉积膜的协同作用有关.     

铜锡铅锌合金的摩擦磨损性能

利用MMU-200型摩擦磨损试验机研究了铜锡铅锌合金与GCr15钢对磨时的摩擦磨损特性,利用扫描电子显微镜对合金的磨损表面形貌进行了观察。结果表明:铜锡铅锌合金的磨损率随载荷和摩擦速度的增加而增大;其摩擦因数随摩擦速度的增加而减小,随载荷的增加先增大后减小;其磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损;合金中的铅相起到了润滑作用,有利于提高合金的耐磨性能。     

离合器摩擦副表面温度对摩擦因数的影响

通过对某型离合器摩擦副的摩擦学小样试验,研究了离合器在结合的滑动摩擦过程中,摩擦面温度对离合器摩擦材料摩擦因数的影响.采用扫描电子显微镜(SEM),分析了样件的摩擦表面形貌,探讨了产生影响的机制,并从摩擦因数角度探讨了微车离合器起步发抖和烧蚀的主要原因.微车离合器摩擦材料摩擦因数随着摩擦面温度先升高,然后趋于稳定,最后再降低,其稳定工作的温度区间为130～220℃;在摩擦面温度较低的工况下,摩擦因数较低,微车起步时,离合器传递的扭矩不足以克服道路阻力,引起微车起步发抖的现象;而在摩擦面温度过高的工况下,离合过程中,摩擦因数较低,传递扭矩效率低,导致离合器滑磨时间过长,引起烧蚀现象.     

工况条件对微型汽车离合器摩擦副摩擦因数的影响

分析了影响摩擦因数的因素,设计了一套试验方案,在高温摩擦磨损试验机上研究了工况条件对微型汽车离合器摩擦副摩擦因数的影响规律.结果表明:微型汽车离合器摩擦副的摩擦因数随工作载荷和滑动速度的增加先减小,然后逐渐趋于稳定;随着温度的上升,摩擦副的摩擦因数先下降,当温度上升到摩擦片的软化温度时,摩擦因数开始回升,当温度继续上升到摩擦片的分解温度时,摩擦因数又开始下降.     

基于修正黏性摩擦LuGre模型的比例多路阀摩擦补偿

为减小摩擦对比例多路阀性能的影响,提出基于修正黏性摩擦LuGre模型的比例多路阀摩擦特性分析、模型参数辨识以及摩擦补偿方法。通过实验测试间接得出摩擦数据,运用数据拟合方法辨识出修正黏性摩擦LuGre模型的静态和动态参数。基于辨识参数设计出修正黏性摩擦LuGre模型摩擦状态观测器,将观测器摩擦信号输出量反馈到控制模型输入端,减小摩擦对比例多路阀性能的不良影响。仿真结果表明,基于辨识参数的修正黏性摩擦LuGre模型摩擦补偿方法可提高比例多路阀的位置跟踪精度。     

基于因素分离法的脂润滑深沟球轴承摩擦研究*

滚动轴承的摩擦是在一个复杂的系统中由多种因素共同作用而产生的。为研究轴承中各类摩擦副的摩擦占总摩擦的比重,以矿山带式运输机托辊常用的6204脂润滑深沟球轴承为例,分析脂润滑深沟球轴承摩擦阻力的主要来源,将轴承摩擦分为滚动摩擦、滑动摩擦、黏性摩擦以及密封摩擦,用因素分离法分别开展同批次6204脂润滑深沟球轴承的带密封、无密封、无润滑以及微润滑条件下的摩擦实验,通过逐次剥离部分因素分析各摩擦分量对摩擦总量的影响。实验结果表明：在实验的载荷和转速条件下,密封摩擦占轴承全部摩擦的5%~18%,黏性摩擦占无密封轴承总摩擦的64%~85%;除去这些黏性摩擦之外,滑动摩擦也是滚动轴承摩擦中的重要分量。     

GY70型机械密封端面摩擦状态试验研究

机械密封端面摩擦状态包括干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦.端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素.本文探讨了判断机械密封端面摩擦状态的摩擦因数法、工况参数法、Mayer法和相对膜厚法.对GY70型机械密封的端面摩擦状态进行了试验研究.研究表明,当弹簧比压为0.0866MPa、介质压力为0.45MPa、转速在1116～2940r/min范围内时,GY70型机械密封端面间的摩擦状态为边界摩擦.     

Effect of the Abrasive Size on the Friction Effectiveness and Instability of Brake Friction Materials: A Case Study with Zircon

The friction-induced vibration triggered at the sliding interface between the gray iron disk and brake friction material was studied by changing the size of the zircon particles in the friction material. The friction tests were performed using a reduced brake dynamometer and the friction characteristics of the friction materials containing zircon particles with sizes of 3, 50, and 100 μm were analyzed. Our results show that the properties of the sliding surface were strongly affected by the entrenchment of the abrasive particles in the friction layers during sliding. The friction effectiveness was inversely proportional to the size of the abrasive, while friction instability was pronounced when smaller zircon particles were used. The smaller zircon particles produced larger plateaus on the sliding surface with low contact stiffness. However, the contact plateaus with the low contact stiffness showed higher amplitudes of the friction oscillations, suggesting a surface with low stiffness also can produce high propensity of friction instability during sliding. Based on the friction stability diagram and surface properties, such as contact stiffness and surface roughness, it was suggested that the static coefficient of friction, which was changed as a function of dwell time, was crucial to understand the cause of friction-induced force oscillations and propensity of friction instability of brake friction materials.     

隔离片表面处理对离合器摩擦特性的影响

纸基湿式摩擦离合器中隔离片表面特性是影响其摩擦特性的重要因素。采用渗氮、镀铬、滚磨、机加工、电火花、激光加工等方法对隔离片表面进行处理,利用多功能摩擦试验机测试比较了不同处理方法得到的隔离片与纸基摩擦片间的摩擦因数随滑动速度的变化曲线,找出了可以改善摩擦离合器摩擦特性的隔离片表面处理方法。结果表明:对隔离片表面进行化学处理(渗氮和镀铬)虽可改善离合器的摩擦特性,但镀膜与基底的结合力以及环保性都有待进一步提高;对隔离片表面进行激光纹理处理可改善摩擦离合器的摩擦特性,消除自激振动与尖叫噪声,并且耐久性与环保性都优于其它方法,是一种有效提高产品质量的方法。     

摩擦系数对齿轮接触疲劳寿命的影响

通过四球试验机测试了两种极压抗磨添加剂的摩擦系以及用该添加剂分别配制的两种工业齿轮油的摩擦系数，并用动静摩擦系精密测定仪测试了两种润滑油的动静摩擦系数。同时球柱型接触疲劳试验机的实验结果证明，低摩擦系数的摩擦副疲劳寿命长，说明摩擦系数是影响疲劳寿命的一个重要因素。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]塑性加工摩擦定律的研究进展

塑性加工一般采用润滑油或固体润滑膜对工件进行润滑处理,干摩擦定律作为理解润滑条件下的摩擦行为的基础,可通过类金刚石镀膜镀层模具与板材进行侧拉摩擦试验和高面压摩擦试验来确定。对固体润滑膜下的摩擦定律进行了研究,最后基于干摩擦定律与侧拉摩擦试验,提出了油润滑条件下的摩擦定律。     

汽车制动过程中摩擦层的作用和形成机制

总结了汽车制动过程中摩擦层的生成及其对摩擦性能的影响和摩擦层结构的特征：（1）摩擦层具有组分依赖性,摩擦材料中使用的原材料决定摩擦层的组成并最终决定摩擦性能;（2）摩擦热导致摩擦化学反应发生而在摩擦层产生新物质;（3）摩擦层生成是动态的,具有不断生成、破坏、再生成、再破坏的循环过程;（4）摩擦层结构是变化的,与摩擦温度、压力、速度、气氛等条件有关;（5）摩擦层是可控的,通过控制摩擦层结构可以制备高性能（具有稳定摩擦因数、低磨损和低噪声）摩擦材料。