摩擦学系统特征信息关系的试验研究

针对摩擦学系统特征信息的多样性以及设备在运行寿命期内表现出的磨损规律性,以齿轮箱摩擦学系统为研究对象,建立试验齿轮箱摩擦学特征信息系统.对采集到的齿轮疲劳磨损试验润滑油采用油液分析方法试验研究了系统润滑油黏度与磨损特征信息间的表现关系及内在机理,考察磨粒及油液变质物在试验寿命期内的变化行为,采用扫描电镜和能谱分析磨粒的表面形貌及成分变化.试验与分析结果表明,润滑油黏度的增加具有与磨损信息相似的时间累积性,在磨合期、正常期和故障期三个阶段,润滑油黏度受到不同程度的磨损磨粒、油品变质物、摩擦聚合物及油泥的综合影响,其黏度变化与磨损参数变化具有良好的映射关系.     

基于油液在线监测的齿轮箱磨损趋势分析与研究

齿轮箱润滑油液中的磨粒携带了大量磨损状态的信息,通过在线监测传感器能监测出油液中磨粒的相关参数(尺寸、数量、生成率等),可判断或推测出齿轮箱的磨损状态。然而,目前在线监测的磨粒相关特征参数与齿轮箱磨损状态的准确对应关系还未得到深入研究。本研究首先采用离线检测的方法验证了在线监测传感器的可靠性,然后通过自主研制的试验台进行了齿轮箱全寿命加速试验,根据不同尺寸磨粒数量、磨粒生成率等的变化趋势对齿轮箱磨损程度做出了预判;最后采用铁谱分析法进一步验证了在线监测齿轮箱故障的准确性。结果表明:基于油液在线监测的磨粒信息(尺寸、数量、生成率)能很好地对齿轮箱磨损状态进行判定和预测。     

含磨粒润滑条件下3Cr13涂层加速磨损机理研究

提出3Cr13涂层加速磨损失效新的实验方法.采用该方法在MM200摩擦磨损试验机上,对高速电弧喷涂3Cr13涂层在含SiO_2磨粒的润滑条件下磨损失效开展了加速磨损试验,通过对比分析扫描电镜照片筛选合适的磨粒颗粒,并分析SiO_2磨粒加速涂层磨损可能的机理.结果表明:适合3Cr13涂层的加速磨损试验的磨粒粒度为微米级,通过磨损表面照片得出了磨粒在润滑条件下对涂层加速磨损作用主要表现为:微观切削、挤压和磨粒的聚集.     

Sialon陶瓷的冲蚀磨损及磨粒磨损行为

以ＳｉＣ作为磨粒较全面地研究了Ｓｉａｌｏｎ陶瓷的磨损性能：冲蚀磨损和磨粒磨损性能．Ｓｉａｌｏｎ陶瓷在冲蚀磨损实验中表现出了脆性冲蚀的特征,在高角冲蚀下,冲蚀磨损率随着冲蚀角度的增大而迅速增加,并在冲蚀角为９０°附近达到最大．ＳＥＭ分析表明Ｓｉａｌｏｎ陶瓷的冲蚀磨损机理主要是显微切削和表面颗粒拔出脱落．在Ｓｉａｌｏｎ陶瓷的磨粒磨损实验中,较高载荷作用下,磨损量与时间之间有指数变化关系;较低载荷作用下,磨损初期有一个短暂的磨损量基本不变的孕育阶段,随后进入快磨损阶段,本文对该孕育现象进行了探讨．对磨损表面的ＳＥＭ分析发现;Ｓｉａｌｏｎ陶瓷的磨粒磨损机理主要是犁耕和表面断裂脱落．     

抛光过程游离单颗磨粒与光学元件间滚动摩擦接触分析

针对游离单颗磨粒与光学元件滚动接触过程中摩擦、磨损机理分析的不足及如何有效控制滚动单颗磨粒对光学元件亚表面损伤的影响等问题,基于滚动接触理论,提出了一种具有分形特征表面的单颗磨粒与光学元件双粗糙面间的摩擦、磨损接触模型,并运用有限元仿真分析微观动态滚动的接触过程.通过对不同剪切强度下接触力、接触应力、磨粒角度及其对亚表面损伤的影响等分析,发现随着剪切强度的增强,磨粒与光学元件表面接触界面间的摩擦系数将减小,最佳的磨粒角度为105°～120°,并且分形特征的单颗磨粒对亚表面损伤的影响要大于球形特征单颗磨粒,这说明了研究分形特征游离单颗磨粒滚动接触的必要性和重要性,为更加深刻了解滚动接触过程的摩擦机理提供了借鉴意义.     

SiC颗粒增强铝基复合材料磨损表层、亚表层形貌分析

通过对ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料磨损表层、亚表层形貌分析可知,复合材料的磨损机理比基体合金复杂,粘着磨损和磨粒磨损同时起作用,在磨损过程中还发生氧化现象,复合材料的耐磨性能比基体合金有明显的提高,这是因为硬的ＳｉＣ陶瓷颗粒承受了部分载荷,表面形成一层致密的机械混合层     

不同磨粒含量下过共晶成分铝锰基复合材料的冲蚀磨损性能

采用MSH型磨损试验机将过共晶成分Al—Mn合金及A1203颗粒增强过共晶成分铝锰基复合材料在3．5m／s速度下进行不同磨粒粒度和不同磨粒含量的冲蚀磨损试验，分析了两种材料的组织结构，并对材料的失重率、抗冲蚀磨损性能、微观失效表面形貌进行了研究和讨论。结果表明：两种材料的冲蚀磨损失重率随着磨粒含量的增加明显增大；在3％磨粒加入量下二者的失重率随着磨粒粒度的增大均呈现出先增大后减小的趋势，且随着磨粒含量的增加两种材料在较大粒径下出现增重的现象消失。此外，在锰含量相近的条件下A120s颗粒增强过共晶成分铝锰基复合材料的抗冲蚀磨损性能优于过共晶成分铝锰合金。     

TaC增强铁基梯度复合材料的原位生成及其磨粒磨损特性

以高纯钽板为原料,采用原位反应法在HT300表面制备了碳化钽增强表面梯度复合材料。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨粒磨损试验机对复合层的微观形貌、物相组成、显微硬度以及磨粒磨损性能进行了表征。结果表明:所得复合层的总厚度约为475μm。最表层为碳化钽致密陶瓷层,厚度约为170μm,其颗粒尺寸小于1μm,体积分数近似95%,显微硬度最高值达2328HV0.1;次表层为碳化钽颗粒分散层,其颗粒尺寸为0.5~1.5μm,体积分数从90%逐渐减小至基体,显微硬度由915HV0.1降低至410HV0.1;复合层与基体之间呈现良好的冶金结合。铁基表面碳化钽陶瓷增强梯度复合材料的耐磨性比灰口铸铁基体有大幅度提高;复合层的磨损是局部塑性变形、显微切削和增强颗粒的部分破碎等因素综合作用的结果。     

40Cr钢转动轴齿轮磨损原因

某40Cr钢转动轴在转动测试约35 h后,转动轴齿轮出现磨损现象。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验、硬度测试等方法分析了齿轮磨损的原因。结果表明：该转动轴齿轮与齿轮轴套的热处理工艺控制不当,导致齿顶表层晶粒偏大;与该转动轴齿轮匹配的齿轮轴套硬度偏高,使转动轴齿轮发生变形以及齿顶表层材料缺失,缺失的材料形成磨粒磨损,最终导致该转动轴齿轮齿牙缓慢剥落。     

等离子喷涂铝硅聚苯酯封严涂层的组织及抗冲蚀性能

抗冲蚀磨损性能是封严涂层最重要的性能指标之一.采用铝硅聚苯酯(Alsi-ployester)粉末和PARXAIR-3710等离子喷涂系统制备了可磨耗封严涂层.采用磨粒冲蚀试验研究了不同冲蚀角度、冲蚀时间、冲蚀颗粒尺寸和冲蚀速度对涂层抗冲蚀性能的影响,并用SEM观察冲蚀表面形貌.结果表明:在相同冲蚀条件下,Alsi-ployester涂层冲蚀率随冲蚀颗粒速度的增加而增加;涂层的冲蚀率受冲蚀角的影响,90°时的冲蚀率大于30°的;30°时涂层损失主要以刮削为主,90°时以凿削为主;涂层失重与冲蚀时间存在良好的线性关系;涂层冲蚀率随着冲蚀颗粒尺寸增加成波动变化,当颗粒尺寸为250μm时,冲蚀率达到最大.在实际工程应用中,Alsi-ployester涂层展示了良好的抗冲蚀性能.     

钢氧化磨损的轻微-严重磨损转变

研究了多种钢在400℃高温磨损行为,发现钢具有共同的磨损规律。在低载时钢的磨损率和磨损增长率均较低,随着载荷增加,在某一载荷磨损率快速提高。钢高温磨损的本质是一个包含磨面氧化、基体热软化和塑变的物理化学过程。对钢的高温磨损提出了氧化磨损中轻微-严重磨损转变模型及其特征。     

Erosive Wear and Wear Mechanism of in situ TiCp/Fe Composites

1.IntroductionMetal-based composite is a kind of environmental ma-terial that can be reused.It combines the beneficialproperties of the metal matrix,such as ductility,goodthermal and electrical conductivity and high toughness,with those of the reforcement phase[1~3].The latter isusually a ceramic,serving to increase the elastic modu-lus,shear strength and hot strength,fatigue and wearresistance.Its development has been widely studied[4~8].Wear of metal materials causes a tremendous loss of ec…     

滚动直线导轨副磨损特性和磨损机理试验研究

对国内外生产的45型滚动直线导轨副进行精度保持性对比试验,并对导轨副的精度保持性进行检测。基于Hertz接触理论和刚体动力学对滚珠和滚道的接触面进行了力学与变形分析,求出滚珠所受的最大接触应力,用Workbench进行仿真验证,为磨粒磨损机理和粘着磨损机理的研究提供参考。根据导轨副的运动工况和结构设计,使用场发射扫描电镜和白光干涉仪对上述试验后的导轨副的滚道和滚珠进行显微形貌观测,探究了导轨副的磨损特性和磨损机理。对比国内外滚动直线导轨副的滚道、滚珠的磨损程度,得出磨损是影响精度保持性的根本原因。     

Wear of Tailored Forming Steels

This study investigates the wear behavior of additively welded cladding layers on less wear-resistant base materials using plasma-transferred arc welding and laser hot-wire cladding. The cladding layers are made from atomized AISI 52100, AISI 5140, and a stainless steel with (0.52 wt% C, 0.9 wt% Si, 14 wt% Cr, 0.4 wt% Mo, 1.8 wt% Ni, 1.2 wt% V, bal. Fe) on unalloyed steel AISI 1022M as the base material. The specimens' microstructure and surface hardness are comparable with conventional specimens of monolithic AISI 52100 and AISI 4140, which is used as a reference. Tribometer tests are carried out in ball-on-disk configuration to investigate the wear resistance of the specimen. The multimaterial specimens show comparable wear behavior to their monolithic counterparts, and a good performance of the stainless specimen in pure sliding is proven. These findings suggest that additive manufacturing processes can be used to clad less wear-resistant base materials and achieve high wear resistance, making it possible to exploit the advantages of surface coatings under severe wear conditions.     

Wear of metal by rubber

Rates of wear have been determined for steel and bronze scrapers sliding over rubber surfaces. The wear rates were found to depend strongly upon the particular elastomer used, varying by orders of magnitude even though the other ingredients in the compound and the physical properties of the rubber were largely unchanged. In the absence of oxygen the metal scrapers were found to wear away much faster in general; by a factor of 5 to 50 times, depending upon the elastomer. Butyl rubber was anomalous in this respect, however, causing three times greater wear in air than in nitrogen. These diverse observations are attributed to the direct attack upon metals of free radical species generated by mechanical rupture of elastomer molecules during abrasion. The rate of metal wear is closely correlated with the stability of polymeric radicals formed in this way. When the radical is highly reactive it is thought to take part primarily in internal reactions and thus cause little wear of the scraper. On the other hand, relatively stable polymer radicals appear to attack metals vigorously.