C/C坯体密度对熔融渗硅法制备的C/C-SiC复合材料摩擦行为的影响

以密度分别为0.92,1.10和1.46 g/cm3的多孔C/C材料为坯体,采用熔融渗硅法获得密度分别为1.94,1.86和1.79 g/cm3的C/C-SiC复合材料A、B和C。将C/C-SiC复合材料与40Cr钢配副进行滑动摩擦实验,研究其摩擦磨损行为。结果表明:随载荷增加,坯体密度为1.83 g/cm3的材料B的摩擦因数较稳定,基本围绕0.60波动,波动幅度0.2。材料A的摩擦因数波动幅度为0.3,而材料C的摩擦因数呈直线下降,降幅最大达0.5。但随时间延长,在试验载荷下,材料A的摩擦因数稳定性最好,波动幅度为0.07。SEM形貌表明,低载荷下,C/C-SiC复合材料的陶瓷相磨屑易聚集在摩擦膜边缘,而高载荷下磨屑分布较均匀,但摩擦表面都较粗糙,未形成完整、致密的摩擦膜。     

树脂炭含量对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

为探明树脂炭含量与C/C复合材料摩擦因数及磨损量的关系,研究树脂炭含量分别为0、8.6%、67%(质量分数)的3种C/C复合材料的精细结构和摩擦磨损性能,采用实验用飞机制动装置模拟不同速度下的刹车过程,利用扫描、透射电镜观测分析摩擦表面和磨屑的微观形貌与结构.结果表明:3种材料均具有稳定的摩擦因数,并在中低速条件下达到...     

载流条件下C／C-Cu复合材料的摩擦磨损行为

采用真空无压熔渗工艺制备炭纤维整体织物炭/炭-铜(C/C-Cu)复合材料,在改装的QDM150型干式摩擦性能试验机上进行载流条件下的干滑动模拟实验,研究电流及紫铜对偶盘转速对C/C-Cu复合材料摩擦磨损性能的影响规律.利用扫描电镜观察分析磨损表面及磨屑形貌.结果表明:C/C-Cu复合材料的摩擦因数随电流增大而减小,质量磨损率随电流增大而增大,接触表面的化学反应使得正极的磨损大于负极;复合材料的摩擦因数和磨损率均随着转速增大而降低.扫描电镜观察分析发现正极生成的磨屑主要以片状剥落层的形式存在,而负极的磨屑细小松散,呈等轴状.     

热解炭结构对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

以炭纤维整体毡为预制体,采用热梯度化学气相渗透(CVI)工艺制备了2种不同结构基体炭的C/C复合材料,即粗糙层结构材料与光滑层结构材料。研究了2种不同结构基体炭的C/C复合材料在沉积态和热处理态的显微结构、热物理性能及摩擦磨损性能。研究结果表明,在沉积态,2种结构材料都产生严重的氧化磨损,提高材料的石墨化度可显著降低材料的氧化磨损;不管是在沉积态还是在热处理态,RL结构材料的刹车性能曲线都明显优于SL结构材料的刹车性能曲线,这表明热解炭的微观结构不同是造成C/C复合材料摩擦性能差异的根本原因。     

与GH4169合金配副的C/C复合材料与高强石墨的滑动摩擦磨损性能

在M-2000型摩擦磨损实验机上,以GH4169合金环为配副,对以粗糙层/光滑层/树脂炭(RL/SL/RC)为基体炭的C/C复合材料和拟用作航空发动机轴间密封环的高强石墨的滑动摩擦磨损性能进行对比研究。结果表明,随着时间延长,C/C复合材料的摩擦表面逐渐形成完整、致密的摩擦膜,因而摩擦因数逐渐降低,趋于平稳,在60～180 N载荷下,摩擦因数仅为0.11～0.18;而石墨材料摩擦因数在试验开始后迅速上升,达到动态平衡后保持小幅度的增长趋势,在60～180 N载荷下其摩擦因数为0.23～0.28。与高强石墨相比,C/C复合材料还具有更小的体积磨损,更适用于发动机轴间密封环材料。     

不同试验模式下C/C-Cu复合材料的摩擦磨损特性

采用无压熔渗工艺制备1种新型的具有自润滑耐磨性能的炭纤维整体织物/炭-铜(C/C-Cu)复合材料,分别在环-块运动模式、销-盘运动模式和往复运动模式下对该材料的摩擦磨损特性进行研究,并与粉末冶金方法制备的滑板用C/Cu复合材料进行性能比较。结果表明:C/C-Cu复合材料在不同试验模式下表现出迥异的摩擦磨损特性。往复运动模式下试样表面形成完整光滑的磨屑层,摩擦因数和磨损量均分别维持在0.02和1.70 mm3的较低水平,摩擦磨损性能优于C/Cu复合材料;环-块模式下试样磨损面粗糙,摩擦因数最高,达到0.25以上,磨损量最低,仅为0.75 mm3与C/Cu复合材料的摩擦磨损性能相当;销-盘模式下试样的磨损量远高于其它2种摩擦模式,最高达55 mm3,摩擦磨损性能比C/Cu复合材料差。     

基体炭含量对C/C复合材料滑动摩擦磨损行为的影响

在M2000型摩擦试验机上,以表面镀Cr的40Cr钢为配副,测试了基体炭分别为光滑层热解炭(SL)、树脂炭(RC)和热解树脂炭(SL/RC)的3种C/C复合材料摩擦磨损行为.结果表明:随载荷增加,基体炭为全SL炭的材料A摩擦因数变化小,在0.117～0.105之间;全RC炭的材料B波动最大,在0.156～0.123之间;基体炭中SL炭质量分数为48.9%、RC炭质量分数为20.2%的材料C的摩擦因数波动幅度接近于材料A,在0.120～0.110之间.材料C的体积磨损最小,在0.191～0.620 mm3之间.随时间延长,材料A、C的摩擦因数稳定,材料B的下降幅度最大.SEM观察表明,随载荷增加,材料B摩擦表面逐渐致密、完整,材料C摩擦表面的纤维磨损现象加重.     

SiO2与ZrO2组元对铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中分别添加SiO₂和ZrO₂,研究SiO₂和ZrO₂对粉末冶金铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时摩擦磨损性能的影响,并分析两者影响机制的内在关联。结果表明,含SiO₂或ZrO₂的铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时,能在高制动速度下保持较高的平均摩擦因数,分别为0.375 8和0.342 4,摩擦材料的磨损量较低,为1.44μm/次和0.95μm/次,配副材料几乎无磨损。SiO₂在制动过程中易脱落,形成磨粒,对摩擦材料与配副材料表面造成磨粒磨损,而ZrO₂在基体中保持完整,以硬质微凸体的形式对C/C-SiC复合材料摩擦表面产生犁削作用。SiO₂在高制动速度下破碎脱落后易嵌入C/C-SiC复合材料表面摩擦膜,有利于以Cu及Cu的化合物为主的磨屑在其周围积累,促进摩擦转移膜在C/C-SiC复合材料摩擦表面的形成,从而改善材料的摩擦磨损性能。     

C/C-Cu复合材料的摩擦磨损行为

采用无压熔渗方法制备1种新型的C/C-Cu复合材料,研究该材料与紫铜对偶在干摩擦往复运动条件下的磨损行为,系统考察载荷30～70 N和速度0.25～1.0 m/s范围内摩擦副材料的磨损性能;通过对磨损表面及磨屑的显微分析,建立C/C-Cu复合材料的磨损机制转变图。结果表明:在选定的试验条件下,根据C/C-Cu复合材料的磨损程度,可将磨损图划分为轻微磨损区和严重磨损区。在轻微磨损区,低载荷下的主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损;在较高载荷下,磨损主要由磨屑膜的脱落引起;在严重磨损区,复合材料的磨损机制为剥落磨损。     

炭/炭复合材料切削加工试验研究

C/C复合材料是飞机刹车副的新型摩擦结构材料,作者探讨了其结构和机械物理性能的特殊性及机械切削加工的特点,用SEM观察了不同切削条件下切屑的断口形貌,用5种不同的刀具材料、刀具角度及几何形状相同的刀具,在一定的切削工艺参数条件下,对该材料进行切削试验.以刀具的前刀面和,或后刀面的磨损率为判据,最佳刀具材料为YG8.C/C复合材料的切削过程中,刀具的磨损极为严重,刀具磨损的主要机理是粘着磨损和磨粒磨损。     

氮气、空气条件下炭/炭复合材料的摩擦磨损性能

在MM-1000型摩擦试验机上,对炭/炭复合材料分别在氮气和空气中模拟正常着陆能量条件下的摩擦磨损行为进行测试。结果表明:在氮气中,炭/炭复合材料的摩擦因数较高,达到0.32～0.4,磨损率较低,质量磨损率为18 mg/次,线性磨损率为1.4μm/次;在空气中,材料的摩擦因数较低,为0.2～0.3,但磨损率较高,质量磨损率为48 mg/次,线性磨损率为3.8μm/次。磨损表面及磨屑的SEM形貌表明:在空气中,材料摩擦表面易形成炭纤维、基体炭相互脱离的磨屑,其主要磨损机制为氧化磨损;在氮气中,则有纤维与基体炭连接良好、大尺寸的磨屑出现,主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。     

45钢低温电解渗硫表面摩擦性能的研究

采用75%KSCN+25%NaSCN+0.9%K₃Fe(CN)₆+0.1%K₄Fe(CN)₆+2.5%NH₄SCN的盐浴,45钢为正极,高铬不锈钢为负极,190℃±5℃,1 V电压,20 min低温电解表面渗硫方法,在45钢表面形成10 μm FeS渗层,并且用M-2000型磨损试验机,金相技术、SEM及XRD等分析仪考察其摩擦性能。结果表明,采用低温电解工艺方法可以在45钢表面制备质量较好的FeS层,具有明显的减磨作用;干摩擦条件下,渗硫表面的摩擦系数是未渗硫表面的60%,在油润滑条件下,渗硫表面的摩擦系数为未渗硫表面的70%;在一定载荷范围内,随载荷的增大,FeS层减磨作用增加。     

银/石墨烯复合润滑添加剂对于润滑油摩擦性能的影响

通过化学还原合成了银包覆石墨烯(Ag/RGO)复合添加剂, 利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了样品相成分和微观形貌, 采用UMT-2摩擦磨损试验机测定了Ag/RGO复合润滑油添加剂的摩擦性能。结果表明: 纳米银颗粒均匀分布在石墨烯片上, 银颗粒的粒径大约200nm。在摩擦磨损试验过程中, 摩擦副与磨损表面的凹凸点直接接触, 纯润滑油的润滑作用较差; 在润滑油中添加Ag/RGO复合添加剂, 在摩擦初始过程中, 摩擦副与磨损表面也是凹凸点直接接触, 随着磨损时间的增加, Ag/RGO复合添加剂在摩擦副与磨损表面之间形成一层润滑膜, 阻隔摩擦副与磨损表面直接接触, 产生边界润滑; 另外, 部分纳米银颗粒可起到微轴承作用, 使得改性后的润滑油润滑性能更好。     

Effect of Speed on the Tribological Behavior of Fe–Cu–C Based Self Lubricating Composite

In this work, the effect of different speeds on the tribological properties of sintered iron–copper–graphite (Fe–Cu–C) based self lubricating composites have been studied. Fe–Cu–C based self-lubricating composites were prepared by powder metallurgical compaction and sintering method. CaF₂, a solid lubricant in weight percentages of 0, 3, 6, 9 and 12 was added to the base matrix consisting of Fe-2Cu-0.8C. The fabricated samples were tested for friction and wear at a constant load of 10 N and three different speeds of 0.5, 5 and 10 m/s. The surface properties of unworn and worn surfaces were analyzed using optical and scanning electron microscope. The friction and wear test of the composites exhibited decrease in coefficient of friction and increase in wear loss with the increase in speed. The results also revealed different trends in the friction behavior of the developed composites at low (0.5 m/s) and high speeds(5 and 10 m/s). However, at all test speeds, COF of samples with 3, 6 and 9 wt.% was less than the base matrix, and wear loss of 3 wt.% CaF₂ sample was the lowest at all speeds. Ploughing, adhesive and delamination wear were the dominant wear mechanism as revealed by SEM. Based upon the findings, the developed material could be used for low and high speed antifriction applications.     

镧/蛇纹石复合润滑材料的热力学及摩擦学性能

采用天然岫岩玉和人工合成含镧化合物为原料,通过高能球磨制备粒径小于2μm的镧/蛇纹石复合粉体,分析该复合粉体的热力学及结构稳定性,评价其作为润滑添加剂的摩擦学性能,并探索其减摩抗磨机理.结果表明:镧的加入能降低蛇纹石微粉的热力学及结构稳定性,使蛇纹石的羟基脱除速率更快、反应更彻底.复合微粉较单一的蛇纹石微粉具有更好的减...     

Tribological behavior and surface analysis of tribodeformed AI Alloy-50 Pet graphite particle composites

A low-pressure infiltration-casting technique was used to produce Al alloy (2014)-50 vol pct graphite particle composites. The tribological behavior of the worn surfaces of the above composites was investigated. It was found that the coefficient of friction was of the order of 0.2 as compared to over 0.4 for the matrix alloy and stabilized after a running distance of the order of 5 m. In addition, the wear rate for the composite alloys is lower and decreases after sliding distances of the order of 2 m under conditions of 10 N and 0.1 m/s. The reduced friction and wear rate of the composites as compared to the base alloy are presumably due to the formation of a solid lubricating film at the surface. Detailed X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES) analyses show that this lubricating film is approximately 10 to 20-nm thick and is composed of a carbonaceous mixture of primarily graphitic carbon plus some carbon oxides and air-deposited hydrocarbons in the film. In addition, some aluminum-containing particles also are present in the film.     

SiC含量对C/C-SiC摩擦材料摩擦磨损性能的影响

以整体碳毡为预制体,经化学气相渗透法制得C/C多孔坯体,然后采用反应熔融浸渗法制得C/C-SiC摩擦材料,探究SiC含量对C/C-SiC摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:C/C-SiC试样的摩擦因数随着SiC含量的增加呈现先上升后下降的趋势,当SiC含量为29.88%时摩擦因数达到最大值0.62。当SiC含量低于33.56%时磨损率的变化规律与摩擦因数比较一致,当SiC含量高于33.56%时磨损率的变化规律与摩擦因数则呈相反的变化趋势。因此,SiC含量为33.56%时是该摩擦材料摩擦磨损性能的拐点。     

MoS2?Ag?V2O5对镍基材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金烧结工艺制备了含不同润滑剂（MoS₂、Ag和V₂O₅）的镍基自润滑复合材料,研究了镍基复合材料在室温至600 ℃之间的摩擦磨损性能,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和Raman光谱等分析相组成和磨损形貌。结果表明:镍基自润滑复合材料的摩擦系数随温度的增加呈先增加后降低的趋势。在室温条件下,随着Ag含量的增加,复合材料的摩擦系数减小;在600 ℃,随着V₂O₅含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率均降低。在中低温,镍基自润滑复合材料主要由MoS₂和Ag起润滑作用,降低材料摩擦磨损;在高温,复合材料发生了摩擦化学反应,生成新的钼酸银润滑相,润滑机理是由钼酸银和V₂O₅的协同润滑效应。     

Wear-Resistant Layered Electrospark Coatings Based on ZrB2

We have studied the composition and tribological parameters (coefficient of friction and wear rate) of coatings obtained in electrospark alloying (ESA) of steel 45 with the composite ceramic ZrB₂ – SiC – B₄C based on zirconium diboride. We have shown that layer-by-layer electrospark alloying using Ti – Al – N composites to form an undercoat reduces the coefficient of friction of the coating down to 0.12-0.20 while maintaining a rather low wear level (7-11 μm/km). We have analyzed the effect of the composition of the secondary structures which are formed during tribo-oxidation under dry friction conditions.