Mo离子注入提高TC4合金微动磨损抗力的研究

对TC4合金进行了Mo离子注入表面改性处理,利用摩擦磨损试验机进行了点接触微动磨损试验,借助读数显微镜和表面粗糙度仪测量出有关参数,计算出试样的微动磨损体积。结果表明,Mo离子注入使试样表面硬度提高,微动磨损体积明显降低。在微动磨损初期,Mo离子注入具有较好的减摩效果。Mo离子注入带来的表面强化效应是基体合金的微动磨损抗力得以提高的主要原因。     

氮离子注入与氮化提高Ti6Al4V合金冲击磨损性能的研究

采用高频低压等离子体浸没离子注入(HLPⅢ)技术对Ti6Al4V合金实施氮离子注入与氮化处理,在新型小载荷冲击磨损试验机上进行了冲击磨损试验,并与基体试样作对比研究。结果表明:经氮离子注入与氮化处理后的试样,在同一冲击力、冲击周次下磨痕深度减小;在不同冲击力下,试样临界冲击周次增加;离子注入与氮化处理可有效降低冲击载荷作用时表面的黏着性能,提高Ti6Al4V合金抗冲击磨损的能力。     

碳离子注入前后硅片的微动磨损行为研究

利用离子注入技术对单晶硅片表面进行碳离子注入,用原位纳米力学测试系统对碳离子注入前后硅片的纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-II型微摩擦试验机上对其开展微动磨损试验,利用S-3000N型扫描电镜观察其磨损后的磨痕表面形貌.结果表明,碳离子注入后硅片的纳米硬度增加,弹性模量降低,减摩效果和抗磨性能得到了提高;注入前后硅片的微动磨损机制相似,主要磨损形式为磨粒磨损.     

带有微动磨损缺口钢丝的疲劳特性

在自制的微动磨损试验机上进行钢丝的微动磨损试验,将微动磨损后的钢丝试样在液压伺服疲劳试验机上进行不同应力比和不同应力幅下的疲劳试验。结果表明,钢丝的微动磨损深度随微动时间和接触载荷的增加而增加,磨损缺口处的应力集中使其成为了裂纹萌生源,也使钢丝试样的疲劳寿命大大降低,微动磨损后钢丝试样的疲劳寿命和磨损深度呈反比关系。通过钢丝疲劳断口的SEM形貌分析了其疲劳断裂机制,断口对应不同的疲劳阶段,可分为裂纹萌生区、裂纹扩展区和裂纹瞬断区。     

显微观察手段在机械摩擦磨损研究中的应用

选择机械零件常用的材料作为试样,在M-200型磨损试验机上对试样进行摩擦磨损试验。试验后对试样进行一系列处理后,用L2003A型金相显微系统和S-570型扫描电镜仪对试样进行金相组织观察和表面扫描,从而研究材料的磨损和显微表面变化的机理。试验结果表明：试样表面有颗粒脱落,某些试样表面有微小固相焊合点,磨损恶劣部位表面的金相组织发生变化;试样摩擦磨损后的表面形貌大部分主要表现为摩擦磨损造成的划痕和擦伤。     

基于有限元分析方法的填充聚四氟乙烯磨损公式拟合

根据摩擦磨损试验数据拟合Rhee磨损公式的各系数时,因未考虑试验时试样受挤压变形对接触面积的影响,从而影响仿真结果的准确性。在高速环块摩擦磨损试验机上进行填充PTFE摩擦磨损试验,假定试验测得的磨损宽度为接触区域的弧线两端点,通过计算平均磨损面积对接触应力进行了估算,从而拟合得到磨损公式。通过Python语言编辑Abaqus脚本文件进行磨损计算,计算结果与试验结果吻合良好,说明该计算方法可用于预测实验材料的磨损规律,并为相应密封结构的设计提供指导。     

金属磁记忆信号评定磨损现象与磨损状态的基础实验

采用40CrMo块试样与316L销试样组成销-块摩擦副,在干摩擦条件下进行摩擦磨损试验,研究整个摩擦磨损过程中磁记忆信号切向分量与试验表面磨损现象以及磨损状态之间的关系。试验结果表明:在摩擦磨损过程中,40CrMo试样表面磁记忆信号出现信号突变,并且突变后的信号可以准确地反应磨痕的长度与位置;整个摩擦磨损过程试样表面磨痕处磁记忆信号切向分量均值随摩擦次数的变化可以分为4个阶段,各个阶段间的转变点分别为点G、点H以及点I,并且通过现场观测、电镜扫描以及能谱分析发现磁记忆信号转变点处试样表面的磨损现象和磨损状态亦发生转变。     

低温电解渗硫对渗碳氰化钢的粘附磨损的影响

本文研究了低温电解渗硫对渗碳、氰化钢粘附磨损抗力的影响。这个方法的特点是操作温度低(180～200℃),因此可用于渗碳钢与氰化钢。在10～30分钟内,硫渗入工件表面形成10微米左右的渗硫层。用20Cr2Ni4钢制成转动试样和固定试样进行干的滑动摩擦磨损试验。试验结果表明,与未渗硫试样相比,渗硫试样具有优异的粘附磨损抗力。这是由于表面的硫化物层能减低摩擦系数并使摩擦表面分开的缘故。     

离子束增强沉积薄膜的摩擦磨损行为与结构分析

采用离子束增强沉积（IBED）技术在不锈钢1Cr18Ni9Ti衬底表面生长氮化钛薄膜以及氮离子注入,进行了干滑动摩擦磨损试验与组织结构电镜分析,表明增强沉积膜较离子注入具有更高耐磨性能。     

碳离子注入前后单晶硅的摩擦性能对比

以不同剂量的碳离子注入得到不同单晶硅片试样,用原位纳米力学测试系统对其纳米硬度和弹性模量进行测定;在UMT-2型摩擦试验机上进行摩擦试验,用S-3000N型扫描电镜观察其磨损后的磨痕形貌。结果表明:碳离子注入后硅片的纳米硬度和弹性模量略高于注入前的单晶硅片,注入后硅片的减摩效果和耐磨性能在0.1~0.3 N载荷下得到了大幅度提高,当载荷增加后,摩擦因数迅速增加并产生磨损痕迹;离子注入前后单晶硅片的磨损机制近似,都以涂抹形貌为主,局部出现剥落现象。     

风力发电机转盘轴承微动磨损的试验研究

分析了风力发电机转盘轴承微动磨损的损伤形式以及滚道与轮齿上的微动运行模式。为确定接触角度和材料硬度对转盘轴承微动磨损的影响规律,对GCr15钢球/42CrMo平面试样进行了以平面试样在两种倾角(45°和60°)和两种硬度(58～60HRC和44～46HRC)并有润滑脂参与情况下的复合微动试验。试验结果表明:轴承材料42CrMo在硬度高时减小接触角度,而在硬度低时增大接触角度,可减缓微动磨损损伤;微动磨损程度与两种接触材料的机械性能均相关。     

FDM 3D打印聚醚醚酮零件摩擦磨损特性研究

为研究3D打印各向异性对摩擦性能的影响,通过熔融沉积成型(FDM)制备了0°、45°、90°3种打印角度的聚醚醚酮(PEEK)试样,研究3种不同打印角度及载荷变化对PEEK试样摩擦学性能及磨损机制的影响。利用MFT-5000摩擦磨损试验机对PEEK材料进行室温水润滑下的往复滑动摩擦试验,用超景深显微镜观察磨损后表面形貌。试验结果表明：不同载荷下3种打印角度试样的摩擦因数由大到小依次为0°试样、90°试样、45°试样,磨损率由大到小依次为90°试样、45°试样、0°试样;随着载荷的增大,3种不同打印角度试样的摩擦因数均呈现下降趋势,磨损率则呈现上升趋势;PEEK磨损机制是黏着磨损以及疲劳磨损引起的表层脱落。     

溶胀对干摩擦下丁腈橡胶滑动磨损行为的影响

对制备的不同丙烯腈含量的丁腈橡胶试样进行静态浸泡试验,并对溶胀前后的丁腈橡胶试样进行干摩擦条件下的单向滑动磨损试验,分析试样磨损后的表面形貌,揭示溶胀对干摩擦磨损的影响机制。结果表明:溶胀后丁腈橡胶的磨损量增加,受溶胀的影响程度随溶胀时间的增加而增加,随丙烯腈含量的增加而降低;溶胀试验后丁腈橡胶样品在摩擦热的作用下软化现象加剧;随着溶胀时间的增加,磨损形式由剪切撕裂向黏着磨损转变,易切削效应时间和黏着程度随丙烯腈含量的增加而降低;溶胀后丁腈橡胶试样磨损表面可见大量孔洞,而对磨副摩擦轮表面可见转移的橡胶组织,且与溶胀后橡胶样品对磨时摩擦轮表面橡胶组织黏着面积增加。     

高速列车制动材料高温摩擦磨损行为研究

高速列车制动盘制动时的高温摩擦磨损是导致制动盘失效的原因之一,针对高速列车制动材料,设计了4种不同温度梯度(25℃、200℃、400℃、600℃)的摩擦磨损试验。以制动闸片材料作为销试样、制动盘材料做为盘试样,进行销-盘式摩擦磨损试验。结果表明:25℃和400℃条件下都具有较高的摩擦系数,但是两种温度下的磨损类型不同;25℃条件下盘试样的磨损量和表面粗糙度均最大,以磨粒磨损为主,盘表面有明显犁沟现象;200℃条件盘试样表面平整,摩擦系数和失重量均最小,摩擦面有部分片状石墨起到润滑作用;600℃盘试样出现负磨损,氧化磨损和黏着磨损同时存在。     

38CrMoAl钢形变和氮离子注入强化研究

研究了38CrMoAl钢形变离子注入复合强化后的摩擦磨损性能,并与形变强化处理件和离子注入件作比较,探讨了其形变离子注入的强化机制。试验结果表明,试样经上述各种处理后,耐磨性都有所提高,其中形变与离子注入复合处理后试样的效果最好;N^＋注入后,改性层中生成了大量的氮化物、碳化物等以及固溶体,它们弥散分布于α-Fe中,使其表面得以强化,提高了材料的耐磨性。     

Y15钢表面沉积TiN、TiCN和AlTiCrN涂层的摩擦磨损性能

为提高Y15易切削钢的耐磨性能,对Y15钢试样表面进行离子氮化处理,并分别采用TiN、TiCN、AlTiCrN进行镀膜处理。在SRVⅣ磨损试验机上考察制备的3种试样的摩擦磨损性能,并与盐浴渗氮处理试样进行比较。结果表明:3种离子渗氮+涂层处理试样中,离子渗氮+AlTiCrN涂层的耐磨性最好,其次是离子渗氮+TiCN涂层和离子渗氮+TiN涂层;盐浴渗氮试样的磨损机制主要为黏着磨损,离子渗氮+TiN涂层试样的磨损机制以黏着磨损和磨粒磨损为主,其他2种试样的磨损机制主要为轻微犁沟和黏着磨损。     

Y15钢表面直接涂层处理滑动摩擦磨损试验研究

在易切削钢Y15试样表面直接涂层处理得到TiCN、AlTiCrN涂层,在SRV Ⅳ磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,并与TiN直接涂层试样、盐浴渗氮试样进行比较。结果表明：直接涂层试样比盐浴渗氮试样具有更低的摩擦因数和更好的耐磨性;TiCN直接涂层耐磨性最好,其次为AlTiCrN直接涂层。盐浴渗氮试样、直接TiN涂层试样和直接TiCN涂层试样的磨损机制以黏着磨损为主,而直接AlTiCrN涂层试样的磨损机制以黏着磨损为主,同时也存在磨粒磨损。     

冲蚀磨损试验机的改进及实验研究

为模拟重介旋流器工况,合理评定内衬材料耐磨性,在旋转式浆体冲蚀磨损试验机的基础上,通过改进搅拌系统和试样安装方式,设计一种旋流式冲蚀磨损试验机。该试验机通过不锈钢+尼龙叶片二级搅拌系统实现了对浆料的均匀搅拌,在料桶内壁安装试样模拟了重介旋流器物料对内衬材料的冲蚀磨损工况,试验冲蚀角度范围为0°~90°。通过流体力学计算得出浆料对试样的冲蚀速度可达2.4　m/s,对纯铝的冲蚀磨损试验表明,试验机的数据重现性误差小于16%,稳定性误差小于17%。     

滑动对GCr15钢磨损行为的影响

为了研究滑动对GCr15钢磨损失效行为的影响,在M-2000型摩擦磨损试验机上分别进行了纯滚动和滚动与滑动耦合的摩擦磨损试验,用表面粗糙度仪测量了试样在不同磨损阶段的表面形貌,用称重法测量其磨损量。结果表明：在滚动与滑动耦合作用下,GCr15的磨损规律及磨损机理比较复杂,氧化层剥落和点蚀是其主要的磨损形式,温度对GCr15钢磨损影响显著。     

巴氏合金干滑动摩擦磨损机制分析

以巴氏合金(ZChSnSb11-6)和45*钢为摩擦副,在SST-ST销盘式摩擦试验机下进行干摩擦试验,采用超景深三维显微镜、SEM、XRD对巴氏合金试样的摩擦表面进行表征,探讨其磨损机制.结果表明:干摩擦条件下,巴氏合金的摩擦因数较大,且波动较大;干摩擦条件下巴氏合金试样表面的物相发生明显变化,且试样表面同时存在磨粒磨损、氧化磨损和应变疲劳剥落.