润滑介质对织构化表面摩擦学性能影响的实验研究

采用纳秒激光烧蚀技术在铍青铜盘试样表面加工3种不同参数圆形微凹坑织构,选用石油装备中常用的低黏度L-CKD150润滑油和高黏度复合锂基润滑脂为润滑介质,开展不同润滑环境下销-盘摩擦学实验,对比分析L-CKD150润滑油和复合锂基润滑脂对织构表面摩擦磨损性能的影响差异。实验结果表明:2种不同润滑环境下,合理参数织构均可有效提高表面润滑性能、减少摩擦磨损;润滑介质对织构表面摩擦磨损性能的影响差异与接触压力有关,接触压力较低时,L-CKD150润滑油润滑性能优于复合锂基润滑脂,接触压力较高时则复合锂基润滑脂润滑性能更优;相同工况下,相比于L-CKD150润滑油润滑,复合锂基润滑脂润滑时最优织构直径更大。     

组合型微织构化铝合金表面的摩擦学性能研究

为改善铝合金的摩擦学性能,运用有限元方法对单一方形凹坑、条形凹槽、方形凹坑和条形凹槽组合3种不同形貌织构摩擦副间润滑油膜承载能力进行仿真分析,并探究不同织构尺寸对油膜承载能力的影响。仿真结果表明：方形凹坑和条形凹槽组合织构润滑油膜承载能力最佳。采用脉冲Nd:YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的方形凹坑和条形凹槽组合的织构阵列,借助CFT-I型高速往复摩擦磨损试验机进行摩擦试验,研究织构几何尺寸对摩擦副接触面间摩擦学性能的影响规律,并利用超景深显微系统对试件磨损表面的形貌进行观测。试验结果表明：组合织构化表面的平均摩擦因数与无织构表面相比明显减小,且波动幅度较小;当织构尺寸为80μm时,织构表面的摩擦因数最小,且试验得到的基体表面磨痕深度随织构尺寸的变化规律,与仿真计算得到的润滑油膜升力系数的变化规律相吻合,为微织构参数设计提供了一定的理论依据。     

表面织构及其对摩擦学性能的影响

介绍了表面织构的图案和加工方法以及摩擦学性能的测试方法,阐述了不同表面织构对摩擦学性能的影响及机制,总结了当前表面织构研究的主要成果,并提出了未来表面织构研究需要深入开展的工作.     

工程耐磨构件表面织构及摩擦学性能研究

表面织构是利用特定的加工方法在构件的摩擦表面加工出一定尺寸和排列的微小阵列,可有效改善表面润滑状态,降低摩擦系数,减少磨损量和表面温升。分析了不同工程耐磨构件表面织构的类型和加工方法以及表面织构对构件表面摩擦学性能的影响,提出了工程耐磨构件表面织构研究的方向。     

表面织构化对摩擦学性能影响的研究进展

表面织构技术是通过微细加工技术在材料表面加工出具有一定几何形貌与尺寸,且排列规律的图案,从而改善材料表面摩擦学性能的新型表面改性技术。表面织构因在改善材料摩擦学特性方面具有的突出优势而在机械摩擦配副中发挥着重要的作用。介绍了常见的表面织构加工技术,阐述了不同工况下表面织构的减磨机理,总结了表面织构形貌及其几何参数对耐磨性能的影响,并展望了表面织构技术的未来发展方向。     

粗糙度对微凹坑织构化表面摩擦学性能的影响

为了研究表面初始粗糙度和微凹坑织构共存时的表面摩擦性能,采用激光微织构加工技术在不同粗糙度的试样表面上加工出不同几何形貌的微凹坑织构,在MMW-1A摩擦试验机上进行正交摩擦学性能试验。结果表明:在混合润滑区域,表面粗糙度对摩擦性能的影响最为明显,未织构表面越粗糙,摩擦因数越小;存在合适的微凹坑几何参数与表面初始粗糙度值组合,使得织构化粗糙表面的摩擦性能达到最优;表面初始粗糙度对织构化粗糙表面摩擦性能的影响最为重要,其次为微凹坑的面积占有率,最后为凹坑深度,并且织构几何参数与粗糙度之间的交互作用对摩擦性能的影响也是不能忽视的。     

基于摩擦学的表面织构技术应用研究进展

表面织构是在摩擦面上加工出具有一定尺寸和排列的凹坑或微小沟槽的点阵,可有效改善表面摩擦学性能。本文介绍了表面织构的几何参数和加工方法,总结了表面织构技术在机械部件、材料加工、磁存储设备、摩擦制动等方面的研究进展,展望了未来表面织构技术可能的发展方向。     

纳米固体润滑颗粒对微织构表面摩擦学性能的影响研究

基于RTEC-MFT-5000型多功能磨损试验机,研究了纳米固体润滑颗粒作为润滑油添加剂对微凹坑织构表面摩擦学性能的影响。在研究中,应用NanoFocus共聚焦显微镜观测试样表面微织构形貌,获取磨痕处二维截面轮廓图。借助扫描电子显微镜和能谱仪,对磨损区域微凹坑形貌及磨痕部位微凹坑内外的元素成分进行分析。研究结果表明,添加纳米固体润滑颗粒的润滑油,在不同工况条件下均具有较优的减摩特性,固体润滑颗粒作为添加剂有助于在磨损区域形成一层固体润滑膜,减小摩擦副之间的摩擦因数,提高耐磨性能。含有纳米二硫化钼固体颗粒添加剂的润滑油,其减摩抗磨效果优于含有纳米石墨固体颗粒添加剂的润滑油。表面微织构技术与纳米固体润滑颗粒添加剂相结合,可以表现出更为优异的协同润滑效果。     

考虑空化的倾斜织构表面摩擦学性能CFD分析

为了研究倾斜织构表面的摩擦学性能,建立单微孔倾斜织构的二维计算模型并且考虑空化效应的影响。利用CFD方法模拟不同倾斜角、油膜厚度和织构深度条件下空化面积、织构表面压力分布和油膜承载力的变化情况。结果表明:与平行织构表面不同,在倾斜织构表面中,与不考虑空化相比,考虑空化效应时油膜承载力不一定更大,在倾斜角一定时,与油膜厚度有关;织构深度会影响承载性能,每个计算模型都会存在一个最优织构深度使得承载力最大,且最优承载力会随倾斜角的增大而增大,随油膜厚度的增大而减小;最优承载力增长率的变化趋势与空化效应有很大关系,空化效应较强时,最优承载力增长率会随着倾斜角的增大而减小,空化效应较弱时,最优承载力增长率会随着倾斜角的增大而增大。     

表面微织构改善摩擦性能的研究进展

机械表界面行为和摩擦学密切相关,利用先进手段对摩擦副的表界面进行改性、改形和调控是目前的研究热点。表面微织构方法可以显著改善接触对表面摩擦特性。本文基于微织构的研究背景,论述了表面微织构加工方法、几何参数及其对摩擦性能的影响规律,阐述了微织构的减摩机理和应用,提出了后续的发展方向。     

Tribological Behavior of Tin-Based Babbitt Alloy Lubricated by Seawater

In this article, the tribological behaviors of tin-based Babbitt alloy ZChSnSb 8–8 sliding against AISI 302 stainless steel lubricated by seawater were investigated. The results indicated that the friction coefficient decreases with increasing load and sliding speed, and the wear rate increases slightly with load but decreases with sliding speed. The low friction coefficient and wear rate are attributed to the unique “concrete structure” and seawater. As a lubrication medium, seawater has lubricating, cooling, and corrosive effects on the sliding couple.     

A Study on the Tribological Behavior of Surface Texturing on Babbitt Alloy under Mixed or Starved Lubrication

Aiming at improving the tribological performances of sliding bearings in mixed or starved lubrication regime, textures in square and linear radiating arrays are ablated on the surface of Babbitt alloy disks by laser radiation. Series of pin-on-disk wear tests and computational fluid dynamics (CFD) analysis are conducted to investigate the influence of distribution and geometry of the textures under various operating conditions. Results suggest that surface texturing suitably interacts with the material properties of Babbitt metal favorably improving its tribological performance. Friction coefficients of the disks with textures arrayed in square are generally much lower and more stable as compared to their counterparts with textures arrayed in linear radiation. Also, textures arrayed in a square with an area density of 8.6 % allow the lowest friction coefficient, as low as 0.015, to be achievable. Theoretical analysis sheds the light that proper texture arrangements tend to generate favorable distribution of micro-hydrodynamic pressure to improve the tribological performance of Babbitt alloy significantly.     

LaPO4纳米粒子在铝合金表面的摩擦学性能

在TritonX-100/C10H21OH/H2O微乳液中合成了LaPO4纳米粒子,其粒径约5 nm。用高速环块摩擦磨损试验机考察了LaPO4纳米粒子在铝合金表面的摩擦学性能,并用X射线光电子能谱对其摩擦化学作用机制进行了研究。研究结果表明,LaPO4纳米粒子能提高微乳液的润滑性能,其在摩擦过程中,发生了摩擦化学反应,在摩擦表面生成了由LaPO4、La2O3、A lPO4等组成的化学反应膜。同时,微乳液中的有机分子吸附在铝合金表面构成了有机吸附膜,也起到了减摩抗磨的作用。     

六方氮化硼负载纳米铜润滑添加剂的制备及其摩擦学性能研究

采用水热吸附及热解还原制备六方氮化硼负载纳米铜复合润滑添加剂(Cu/h-BN),利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)以及红外光谱仪(FT-IR)对样品进行表征.将纳米润滑添加剂分散到聚α-烯烃(PAO10)中,采用球盘摩擦试验考察其摩擦学性能.采用扫描电子显微镜(SEM)对典型的磨痕进行...     

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。     

Tribological Properties of Lubricating Films on the Al-Si Alloy Surface via Laser Surface Texturing

Dimpled textures were prepared by using a pulse solid laser on the surface of Al-Si alloy. The combination of laser surface texturing (LST) and MoS₂ solid lubricant as well as their tribological properties were investigated in this article. The obtained friction and wear data were critically analyzed to investigate how the parameters of texture influence the tribological performance of Al-Si alloy. Furthermore, morphological investigations of the transfer layers on the worn surfaces were performed and the wear mechanisms are discussed. The results show that the combination of LST and solid lubricant improves the tribological characteristics of Al-Si alloy. The friction coefficient of Al-Si alloy: steel friction pairs can be reduced to 0.15 under dry friction. The lubrication mechanism is attributed to a synergetic effect of providing solid lubricant and traps wear debris in the dimples. It was found that the optimum density of structure was 37% for excellent tribological properties.     

固化剂对黏结润滑涂层摩擦学性能的影响

以环氧树脂为胶黏剂,聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼为固体润滑剂,采用二氨基咪唑三嗪络合物(HT110)和二氨基二苯砜(DDS）2种不同的固化剂制备黏结固体润滑涂层,并在HDM-20端面摩擦磨损试验机上考察2种黏结固体润滑涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明：使用HT110固化剂可以获得更合适的表面组织结构,使黏结固体润滑涂层具有更好的减摩性,更高的耐负荷极压性;固化剂含量对涂层性能的影响显著,当HT110固化剂质量分数为6%~8%时,黏结润滑涂层的摩擦因数最低,具有最好的耐磨和高承载性能。     

表面微织构的组合设计及其对油封性能的影响

对油封表面微织构的形状进行组合设计,应用Abaqus仿真分析不同组合微织构油封的静态接触压力和变形影响矩阵;基于二维平均雷诺方程,建立考虑表面粗糙度以及唇口油膜空化现象影响的流体润滑模型,分析不同形状微织构对旋转油封密封性能的影响规律。结果表明：在相同工况下,相较于无织构油封,微织构对油封泵吸率以及油膜厚度提升较为显著,且组合型织构的提升效果优于单一三角形织构;三角形与半圆形组合织构对油封泵吸率的提升效果最佳,半圆形与方形组合织构对油封油膜厚度的提升为最佳。     

TiAl基合金的制备及其摩擦磨损性能

以钛粉、铝粉和铬粉为原料,采用机械合金化放电等离子烧结技术制备了TiAl基合金,分析了球磨时间和烧结温度对其物相组成、显微组织以及硬度的影响;用SiC砂轮为对偶件对TiAl基合金的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明:混合粉经150 h球磨,1 173 K烧结9 min后所制备的合金具有较好的性能,其显微组织均匀细小,平均晶粒尺寸小于10μm,硬度达到68.2 HRC;与304不锈钢相比,烧结TiAl基合金具有更低的摩擦因数和更高的耐磨性,磨损机理为磨粒磨损.     

Influence of Surface Topography on the Tribological Behaviour of Aluminium Alloy 5182 with EDT Surface

Friction is one of the most important parameters in sheet metal forming. Friction conditions are influenced by the texture of the sheet surface, by the surface or coating of the tools and by the lubrication. The aluminium alloy AA 5182 with EDT surface has been studied and tested at various angles between rolling and sliding direction. The friction behaviour observed in experiments at different normal pressures based on Coulomb’s friction law are shown and discussed in this article. Moreover, local surface topography and lubricant distribution in the contact area are described.