TiB2-TiN-Ni-Csf陶瓷刀具与316L奥氏体不锈钢间的干摩擦磨损性能研究

研究了TiB_2-TiN-Ni-C_(sf)(TTNC)陶瓷刀具材料与316L奥氏体不锈钢间的摩擦磨损性能,结果表明:当载荷为65N时,随着滑动速度从6m/min增大到15m/min,对磨材料间的摩擦系数和TTNC陶瓷刀具材料的磨损率逐渐减小;当滑动速度为15m/min时,载荷由55N增加到60N时,对磨材料间的摩擦系数和TTNC陶瓷刀具材料的磨损率增加缓慢;当载荷由60N增加到70N时,摩擦系数与磨损率急剧增加。磨损后的TTNC陶瓷刀具材料表面留有犁沟、片层结构、凹坑以及撕裂面,TTNC陶瓷刀具材料的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

层状WC/TiC陶瓷刀具材料与轴承钢的摩擦磨损性能

采用雾化-喷覆液膜-干燥工艺及真空热压烧结技术制备了层状WC/TiC陶瓷刀具材料,在干摩擦条件,将其与GCr15轴承钢进行了摩擦磨损实验,研究了不同滑动速度和不同载荷对其摩擦系数和磨损量的影响规律,并对其摩擦磨损后的表面形貌进行了分析。结果表明:在相同载荷条件下,材料的摩擦系数和磨损量均随滑动速度的升高而减小,当滑动速度为12m/min时,材料的摩擦系数和磨损量最小,其值分别为0.276和0.68×10^-3mm^3;在相同滑动速度条件下,材料的摩擦系数和磨损量也均随载荷的增大而减小,载荷为120N时,材料的摩擦系数和磨损量最小,其值分别为0.157和0.58×10^-3mm^3;材料的磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损。     

不同环境介质下氧化铝陶瓷与耐蚀金属摩擦磨损行为

为优选海水淡化高压泵关键零部件耐磨性能材料,以Al_2O_3陶瓷与TC4钛合金、316不锈钢、2205双相不锈钢组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水3种环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量得到各摩擦副摩擦因数、磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析;采用正交试验法分析载荷、转速、环境介质对摩擦因数和磨损量的影响规律。结果表明:在相同的条件下,TC4钛合金与陶瓷配副摩擦因数较小,2205双相不锈钢与陶瓷配副磨损量较小;环境介质对摩擦因数影响较大,载荷对磨损量的影响较大;海水环境下2205双相不锈钢和316不锈钢磨痕较浅,磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的交互作用。     

高水基液压阀陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO2与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料（ZrO2、Al2O3、Si3N4和SiC）分别与ZrO2配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明：在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al2O3陶瓷的摩擦因数最小;ZrO2、Al2O3和Si3N4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al2O3/ZrO2陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al2O3与ZrO2陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最低值,更适合作为高水基乳化液液压阀的摩擦副材料。     

水润滑下316L不锈钢与聚醚醚酮摩擦磨损性能研究

为了寻找适合于水液压泵/马达的摩擦副材料,以316 L不锈钢与纯聚醚醚酮树脂、30%玻璃纤维增强PEEK(PEEKGF30)、30%碳纤维增强PEEK(PEEKCA30),PTFE和石墨及碳纤维填充PEEK(PEEKHPV)组成的摩擦副为研究对象,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机测量摩擦副在水润滑下接触表面的摩擦因数和温度以及试样的磨损量,并通过激光共聚焦显微镜对试件表面磨损形貌进行分析。结果表明:316 L-PEEKHPV摩擦副的摩擦因数、摩擦温升、磨损量均小于其余3组摩擦副,适合作为水液压泵/马达的关键摩擦副材料。316 L不锈钢与PEEKGF30配对时,摩擦机制为涂抹和擦伤,磨损较为严重;与PEEKCA30配对时,摩擦机制为擦伤;与PEEKHPV配对时摩擦机制主要为划伤,磨损较为轻微。     

偶件表面粗糙度对PTFE材料摩擦磨损性能的影响

为了研究干摩擦条件下偶件表面粗糙度对聚四氟乙烯(PTFE)密封材料摩擦磨损性能的影响,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机,在不同载荷和转速下研究由PTFE材料制作的试验环分别与316L不锈钢和45#钢配副时的摩擦磨损性能,并利用粒形分析仪对PTFE试验环试验前后端面的形貌进行观测;利用触针式轮廓仪对摩擦配副钢环的端面粗糙度进行精确测量,分析表面粗糙度对PTFE试验环摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:在干摩擦条件下,摩擦配副钢环的表面粗糙度过高或者过低都会引起PTFE试验环磨损量的增加;定载荷时,PTFE试验环磨损量随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大先减小后增大,随转速的增大而增大;定转速时,PTFE试验环摩擦因数随摩擦配副钢环表面粗糙度的增大稍减小后而后增大,随载荷的增大先减小后增大;在相同工况下,316L不锈钢对PTFE试验环的切削和犁沟作用比45#钢更加明显。     

端面密封材料S-07不锈钢滑动摩擦学行为的分子动力学模拟

为探究端面密封材料S-07不锈钢在不同参数下的摩擦学行为,构建纳米尺度下S-07不锈钢的摩擦磨损模型,以对偶件的压入深度和滑动速度作为变量,研究S-07不锈钢表面摩擦学性能及形貌变化。结果表明：随着摩擦相对滑动速度的增加(50、100、150 m/s),S-07不锈钢磨损表面粗糙度降低;随着对偶件压入深度(0.3、0.6、0.9 nm)的增大,摩擦因数呈上升趋势;磨损量随压入深度增大而增大,随滑动速度上升呈下降趋势。在微观尺度上,从位错、塑性变形等角度解释了在不同磨损条件下S-07不锈钢性能变化的原因,为该材料适用摩擦工况的选择提供了理论参考。     

碳化硅陶瓷摩擦磨损性能及摩擦过程中接触应力分析

采用MMW-1A多功能立式摩擦磨损试验机,以全因子设计的方法研究干摩擦条件下,载荷和转速两因素对摩擦因数与磨损量的影响。摩擦因数与磨损量的方差分析结果表明,转速对摩擦因数的影响更为显著,而载荷对Si C磨损量的影响更为显著。结合ABAQUS有限元分析软件对Si C陶瓷与45#钢的摩擦过程进行模拟仿真,得到摩擦过程中接触区域的应力分布,同时还探讨Si C陶瓷的磨损机制。结果表明:Si C陶瓷表面的最大等效应力位于接触区边缘,最大拉应力位于滑动前方,最大压应力位于滑动后方;不同应力下Si C陶瓷表面的磨损机制也不一样,主要表现为黏着磨损、磨粒磨损、犁沟磨损。     

聚四氟乙烯工程材料的摩擦磨损性能研究

用MPV-200型摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下磨损时间、滑动速度、载荷、填料等对聚四氟乙烯(PTFE)工程塑料摩擦磨损性能的影响，结果表明：PTFE材料的摩擦因数和磨损率先随速度的增大而减小，然后又随着速度的增大而增大；随磨损时间的增长而降低，最后趋于稳定值；另外，摩擦因数大体上随载荷的增大而减小，磨损量则随载荷的增大而增加；填料可将PTFE的磨损量降低2个数量级，其中石墨使PTFE的摩擦因数降低，玻璃纤维和碳纤维则增大了PTFE的摩擦因数，而MoS2对PTFE摩擦因数的影响较小。对PTFE工程塑料的摩擦磨损特性进行系统分析，为优化设计提供理论基础。     

表面粗糙度对Al2O3增强Y-TZP陶瓷材料生物摩擦学特性的影响

采用销-盘式摩擦磨损试验机研究了氧化铝增强氧化锆陶瓷(ADZ)的表面粗糙度对ADZ/316L不锈钢摩擦副的摩擦磨损性能的影响。结果表明:在小牛血清润滑下,随着陶瓷表面粗糙度的降低,ADZ陶瓷和316L不锈钢的摩擦因数和磨损率均呈降低趋势。但是对于表面粗糙度最高的陶瓷,由于Fe转移膜的物理吸附,出现了“负磨损”现象。     

旋耕机湿地弯刀的摩擦磨损性能试验研究

利用HSR-2M高速式往复摩擦磨损试验机,研究湿态条件下,湿地弯刀表面粗糙度、往复速度和法向载荷等对旋耕机湿地弯刀摩擦因数和磨损量的影响,并通过磨痕形貌分析其磨损机制。试验结果表明:摩擦因数和磨损量随着旋耕机湿地弯刀表面粗糙度的增大而增大;磨损量随法向载荷的增大而增大,而随往复速度的增大先减小后增大;摩擦表面温度随着法向载荷和相对运动速度的增大而增大;湿态条件下湿地弯刀的磨损机制以磨粒磨损为主,局部有点蚀现象出现。     

Inconel718与硬质合金摩擦磨损特性的实验研究

利用UMT-2多功能摩擦磨损试验机对镍基合金Inconel 718与硬质合金刀具对偶时的摩擦磨损特性进行研究,揭示法向载荷和滑动速度对摩擦副摩擦因数的影响,通过SEM观察试样摩擦形貌并分析磨损机制.研究结果表明:摩擦副的摩擦因数随着法向载荷的增大而减小,随滑动速度的增大而增大;Inconel 718镍基合金与硬质合金对偶时的磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

316L不锈钢关节材料的摩擦腐蚀行为

采用UMT-2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站(CHI614E)摩擦腐蚀试验平台,考察医用316 L不锈钢在模拟体液润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察摩擦腐蚀的形貌特征。实验结果表明,316 L不锈钢摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大;不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦下的摩擦因数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大;摩擦腐蚀磨损面的破坏比纯摩擦严重,磨损机制主要表现为犁沟磨损和剪切塑变所造成的局部剥落。     

纯碳、浸金属碳与接触线载流摩擦磨损性能对比研究

在销-盘摩擦磨损试验机上研究了纯碳/不锈钢和浸金属碳/不锈钢的载流摩擦磨损行为.结果表明,两种摩擦副的摩擦因数、磨损率都随着速度或电流的增加而增大,但纯碳/不锈钢摩擦副材料具有更高的摩擦因数和磨损量.试验过程中,两种摩擦副都出现火花放电和电弧放电,且纯碳/不锈钢摩擦副放电强度更高.用扫描电镜(SEM)观察两种销试样表面磨损形貌可知,纯碳/不锈钢摩擦副以电弧烧蚀和氧化磨损为主,伴随轻微的磨粒磨损;浸金属碳/不锈钢摩擦副以磨粒磨损、黏着磨损为主,伴随着电弧烧蚀和氧化磨损.比较销试样磨损前后EDX图谱可得,纯碳摩擦副材料几乎无元素转移,而浸金属碳摩擦副材料表面有明显的材料转移.     

316L 不锈钢关节材料的摩擦腐蚀行为研究

采用UMT 2多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站（CHI614E）摩擦腐蚀试验平台,考察医用316 L不锈钢在模拟体液润滑条件下的摩擦腐蚀行为,利用扫描电镜观察摩擦腐蚀的形貌特征。实验结果表明,316 L不锈钢摩擦腐蚀后的腐蚀电位降低,腐蚀电流增大;不同载荷条件下,摩擦腐蚀的摩擦因数均大于纯摩擦下的摩擦因数,且随载荷的增加而减小,摩擦腐蚀电流则随载荷的增加而增大;摩擦腐蚀磨损面的破坏比纯摩擦严重,磨损机制主要表现为犁沟磨损和剪切塑变所造成的局部剥落。     

PEEK与不同材料配副时的干摩擦磨损性能研究

为选择与聚醚醚酮（PEEK）匹配良好的配副材料以适应干摩擦苛刻工况,利用销盘式摩擦试验机,对PEEK与Si3N4陶瓷、2507不锈钢、6061铝合金配副的干摩擦磨损性能进行研究。结果表明：3种摩擦副的摩擦因数和磨损率均随滑动速度的增大而增大;当PEEK与陶瓷材料配副时摩擦因数最大,PEEK表面犁削效应显著,磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主;当PEEK与2507不锈钢和6061铝合金配副时,犁削效应有所削弱,摩擦界面发生物质转移并形成黏附层,摩擦表面较为光滑,摩擦因数较低。研究表明,在干摩擦条件下,PEEK与6061铝合金配副在低转速下表现出更好的摩擦磨损性能,PEEK与2057不锈钢配副在高转速下的摩擦学性能更加出色     

干摩擦和水润滑条件下单晶硅的摩擦磨损性能研究

在UMT-2微摩擦试验机上,对单晶硅片进行了干摩擦和水润滑两种状态下的摩擦磨损试验,分析讨论了载荷和滑动速度对单晶硅片的摩擦因数和磨损率的影响规律;运用扫描电子显微镜,观察和分析了其磨损表面形貌。结果表明:干摩擦条件下的磨损机理主要表现为黏着磨损,水润滑条件下的磨损机理主要表现为机械控制化学作用下的原子/分子去除过程;水润滑条件下的摩擦因数和磨损量均较小,最小磨损率仅为10μm3/s;在水润滑条件下,载荷和滑动速度达到一定值时,硅片表面将发生摩擦化学反应,生成具有润滑作用的Si(OH)4膜,即机械作用在一定条件下对化学反应具有促进作用。     

GCr15轴承钢滑动摩擦性能试验

利用往复式摩擦磨损试验机对GCr15钢盘/GCr15钢球和GCr15钢盘/Si3N4陶瓷球进行了不同工况下的滑动摩擦试验,并对其摩擦因数、磨损量和磨痕形貌进行了分析。结果表明:2种摩擦副的摩擦因数均随载荷的增大而减小,磨损率均随时间的增加而降低;干摩擦状态下,前者磨损量较小,而钢盘/陶瓷球摩擦副呈现出摩擦因数小,磨损量较大的特点;脂润滑状态下,接触应力较小时2种摩擦副的摩擦因数相差不大,接触应力较大时钢盘/陶瓷球摩擦副磨损较严重,其钢盘表面出现较明显的疲劳剥落现象。     

GCr15轴承钢滑动摩擦性能试验北大核心

利用往复式摩擦磨损试验机对GCr15钢盘/GCr15钢球和GCr15钢盘/Si3N4陶瓷球进行了不同工况下的滑动摩擦试验,并对其摩擦因数、磨损量和磨痕形貌进行了分析。结果表明:2种摩擦副的摩擦因数均随载荷的增大而减小,磨损率均随时间的增加而降低;干摩擦状态下,前者磨损量较小,而钢盘/陶瓷球摩擦副呈现出摩擦因数小,磨损量较大的特点;脂润滑状态下,接触应力较小时2种摩擦副的摩擦因数相差不大,接触应力较大时钢盘/陶瓷球摩擦副磨损较严重,其钢盘表面出现较明显的疲劳剥落现象。     

腐蚀介质条件下NiCrBSi/WC喷熔层的摩擦学性能研究

采用氧-乙炔火焰喷熔工艺,制备了碳化钨颗粒增强镍基合金喷熔层(NiCrBSi/WC),研究了它在腐蚀介质条件下的摩擦磨损行为与机理,并考察了载荷、滑动速度对其摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明:NiCrBSi/WC具有良好的耐腐蚀磨损性能,且当WC含量为20%时,腐蚀磨损率最低;WC含量超过20%后,由于喷熔层存在“腐蚀原电池”效应,其腐蚀磨损率增大。NiCrBSi/WC的腐蚀磨损率随载荷增加而变大,随速度增大而减小。载荷的增加使喷熔层的犁削磨损加剧,导致摩擦系数和磨损率增大;速度的增大造成摩擦界面温度上升,可生成摩擦转移膜,从而降低了喷熔层的磨损率。