时间效应对45~#钢-铸铁摩擦副在自修复添加剂作用下摩擦磨损性能的影响

利用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机,研究了在自修复添加剂作用下,时间对45#钢-铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响及其机制.验证了45#钢与铸铁匹配时摩擦表面形成自修复膜的能力,研究了铸铁的摩擦磨损性能及自修复膜形成情况,借助SEM和EDS观察分析摩擦表面形貌及成分组成.结果表明:时间效应对45#钢-铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响显著,铸铁试样的磨损失重损失低于45#钢,摩擦磨损时间为10 h时,45#钢试样表面生成自修复膜,而铸铁表面未观察有修复膜的生成,添加剂对铸铁的减摩和耐磨效应显著.     

羟基硅酸镁粉体添加剂含量对金属表面自修复膜生成的影响及机制

采用羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂,在MMU-5G材料端面摩擦磨损试验机上,研究了不同添加剂含量对45#钢/45#钢摩擦副磨损表面自修复膜生成的影响及其机制,借助SEM及EDX测试分析摩擦副的表面形貌及表面成分组成。结果表明,自修复添加剂的含量对羟基硅酸镁粉体添加剂在磨损表面形成自修复膜影响显著。在添加剂质量分数为2%,3%和5%的工况条件下,试样磨损表面有自修复膜生成。添加剂质量分数为2%时,易于短时间内达到磨损-自修复动态平衡,自修复效果最为理想。自修复膜的生成过程包含磨粒磨损和摩擦化学反应2个阶段。自修复膜的生成使得试样摩擦磨损表面平整光滑,可以有效降低金属磨损。     

接触应力和相对滑动速度对金属表面自修复膜生成的影响及机制

采用羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂,在MMU-5G材料端面摩擦磨损试验机上,研究了不同接触应力和相对滑动速度对45^#钢/45^#钢摩擦副磨损表面自修复膜生成的影响及其机制,借助SEM及EDS测试分析摩擦副的表面形貌及表面成分组成。结果表明,接触应力和相对滑动速度对羟基硅酸镁粉体添加剂在磨损表面形成自修复膜影响显著。在接触应力为1.53,3.06,4.59,7.64MPa和在相对滑动速度0.416m/s的工况条件下,试样磨损表面有自修复膜生成。接触应力为3.06MPa和相对滑动速度为0.416m/s时,易于在短时间内达到磨损-自修复动态平衡,自修复效果最为理想。自修复膜的生成过程包含磨粒磨损和摩擦化学反应2个阶段。自修复膜的生成使得试样摩擦磨损表面平整光滑,可以有效降低金属磨损。     

硅酸盐粉体作为润滑油添加剂在金属磨损表面成膜机制

在润滑油中添加蛇纹石硅酸盐粉体,采用MM-200摩擦磨损试验机研究了45#钢-45#钢摩擦副磨损表面的自修复陶瓷膜层形成机制,借助SEM及EDAX测试分析自修复陶瓷膜层的表面形貌及表面成分组成。结果表明摩擦能量对硅酸盐添加剂在磨损表面形成自修复膜层有很大的影响:自修复膜层为氧化物陶瓷材料,主要成分来自于硅酸盐添加剂。在低载荷300 N时,摩擦因数减小,硅酸盐添加剂不能转移到磨损表面,不能形成自修复膜层,仅仅起到减磨作用。下试样的失重随磨损时间增加而增加;在试验时间为20 h时,试样失重达到最大值,随后试样的失重反而减小。在载荷为600 N、900 N,试验时间30 h摩擦磨损后,在金属表面形成自修复保护膜,磨损表面比较平整光滑,无明显的片层剥落和犁沟,摩擦发生在自修复陶瓷材料之间,摩擦因数增加。硅酸盐添加剂在机械剪切作用下变形,在金属的磨损表面上铺展,并且在摩擦磨损过程中不断向摩擦表面转移,形成了均匀光滑的自修复膜层。自修复膜层隔离了金属摩擦表面的直接接触,摩擦磨损发生在自修复膜层之间,有效地降低了金属的磨损。     

纳米蒙脱石添加剂对45~#钢摩擦副摩擦学性能的影响

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石(MMT)按不同质量分数加入150N基础油中,制备质量分数1%~5%的5种纳米MMT润滑油体系,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察纳米MMT对45#钢摩擦副减摩抗磨性能的影响,采用SEM和EDX等分析试样形貌与表面元素成分的变化,分析影响摩擦学性能的机制。结果表明:质量分数3%的纳米MMT润滑油和具有最好的抗磨减摩性能,相对于基础油润滑体系,可使金属摩擦副磨损失重量最小降低45.5%;所有试样表面均形成了以MMT特征元素和Fe元素为主体组成的自修复膜层,使试样磨损损失获得补偿,其中质量分数3%的纳米MMT润滑油润滑时摩擦副表面MMT特征元素的含量最高,故试样磨损率最小;纳米MMT润滑体系润滑时的摩擦因数均低于纯基础油,但是不同含量的纳米MMT对改善45#钢摩擦副的减摩性没有明显的区别。     

蒙脱土/Cu复合纳米的制备及其摩擦学性能研究

共混制备蒙脱土与Cu(MMT/Cu)复合纳米粒子,将其添加到150N基础油中,以45#钢为摩擦副,利用MMU-10G摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,使用EPMA-1600电子探针、金相显微镜、Genesis能谱仪进行试样磨损面形貌观察和组成元素分析。结果表明:MMT/Cu复合纳米粒子作为润滑油添加剂具有优异的减摩效果和抗磨性能,与基础油相比,添加了MMT/Cu复合纳米粒子的油样使摩擦副的平均摩擦因数下降52%,摩擦副试样失重减少55%,这是由于MMT/Cu复合纳米粒子在摩擦表面生成了自修复膜层。     

磁场作用下45钢/45钢稳定摩擦的磨损机制

为研究不同强度磁场作用下45#钢自配副的磨损机制及磁场强度与磨损率的关系,在不同强度磁场作用下进行45钢自配副的销、盘干摩擦试验,分析销试样的磨损性能及其磨损面的形貌、化学成分。结果表明:随着磁场强度增加,销试样磨损率经历快速减小、缓慢减小和基本稳定3个连续变化阶段,使其由严重磨损转变为轻微磨损的临界磁场强度约为17. 4×10~3A/m;无磁场作用时,销试样磨损面存在犁沟,45钢/45钢的磨损类型为磨粒磨损;随着磁场强度的增加,销试样磨损面发生氧化并生成了Fe_2O_3,摩擦过程中氧化物剥落形成凹坑,45钢/45钢的磨损类型主要为氧化磨损;磁场增加使销试样磨损面更加光滑。可以得出:一定强度的磁场使45钢自配副摩擦过程由磨粒磨损转变为氧化磨损,而氧化磨损类型对应45钢自配副的轻微磨损。     

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.     

Mg6Si4O10(OH)8修复剂应用于滑动轴承的模拟试验研究

采用模拟轴承试验机,考察在设计的试验条件下金属磨损自修复层在45#钢/巴氏合金摩擦副间的原位生成及其摩擦学性能。润滑剂使用含适量Mg6Si4O10(OH)8修复剂的SD/CC 40汽油机/柴油机通用油。27 h摩擦试验结束后,采用表面形貌仪、扫描电镜和显微硬度计分析摩擦表面。结果表明,在45#钢表面形成了约2μm厚的自修复层,2个摩擦副表面的表面形貌均有明显改善;显微硬度均有一定的提高,金属磨损自修复层表现出优良的抗磨粒磨损和抗粘着磨损的性能。     

油酸修饰纳米氟化镧的摩擦学性能

以油酸为修饰剂制备表面改性的氟化镧纳米粒子,在环块式摩擦磨损试验机上考察氟化镧纳米粒子在150N基础油中的摩擦学性能,借助透射电镜(TEM)、金相显微镜及X射线衍射仪(XRD),分别对磨损试样的表面形貌和元素成分进行观察和分析,探讨表面修饰氟化镧纳米添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:油酸修饰的氟化镧纳米粒子在150N基础油中减摩抗磨效果明显,与纯基础油润滑相比,在250 N压力和450 r/min转速条件下,质量分数2％的氟化镧纳米粒子在稳定磨损阶段可使45#钢试样摩擦因数降低40％,总失重降低43.75％.EDX分析表明,氟化镧纳米粒子在摩擦过程中在磨损表面生成了自修复膜.     

热喷涂MoS2/PA(聚酰胺)复合涂层的摩擦学性能及磨损机理研究

利用热喷涂技术在45钢上制备了MoS2／PA(聚酰胺)复合涂层，考察了不同填料含量复合涂层的摩擦磨损性能，采用SEM分析涂层及对偶磨损表面形貌，并探讨了填料对复合涂层摩擦磨损性能的影响机制。结果表明：填料含量大于39／6时，虽然摩擦因数较小，但磨损率很大，且大于纯PA涂层的磨损率；当填料含量小于3％时，涂层摩擦学性能有所提高。     

M35与GCr15干摩擦磨损性能的研究

在HT-1000型高温摩擦磨损试验机上,对M35高速钢进行干滑动摩擦磨损试验,利用SEM(扫描电镜)观察并分析摩擦面磨损形貌及磨损机理。结果表明,M35高速钢在与GCr15滚动轴承合金钢配副干摩擦条件下,随着速度的增加,摩擦因数先降低后升高,然后再降低。当摩擦热累积达到一定值后,摩擦表面产生严重塑性变形和化学变化,摩擦副表面产生氧化磨损、粘着磨损、磨粒磨损和犁沟磨损,形成转移润滑膜,此时摩擦因数较低,磨损率也相对较低。     

ZrN涂层刀具的滑动磨损特性研究

山东大学摘要:采用电弧离子镀法在硬质合金刀具表面制备了厚度为2.19~5.23μm的ZrN系列涂层,测定了涂层的显微硬度,并通过划痕试验和摩擦磨损试验考察了涂层与基体的结合强度及其摩擦磨损性能。在扫描电镜下观察磨损表面形貌,结果表明:ZrN系列涂层能够显著提高硬质合金刀具的表面硬度;涂层与基体的结合强度较高,划痕临界载荷高于60N;与此同时,电弧离子镀法ZrN系列涂层可以显著改善硬质合金刀具的耐磨性能。磨损机理主要是磨粒磨损和涂层的微剥落。     

纳米SiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层干摩擦磨损性能的影响

为了探讨纳米SiO2(n-SiO2)对火焰喷涂尼龙(PA)1010涂层干摩擦磨损性能的影响,采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试;并利用扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层的磨损表面进行观察,以探讨n-S iO2对火焰喷涂尼龙1010涂层摩擦磨损性能的影响机制。结果表明:n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性,降低摩擦因数,疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻;当n-SiO2含量为1.5%(质量分数)时,复合涂层摩擦磨损性能最佳,试验条件下磨损量降低近4倍,摩擦因数降低23%,跑合期降低44%,复合涂层与GCr15钢环对磨时的磨损机制主要为疲劳磨损和轻微的粘附磨损。     

SUS304亚稳奥氏体不锈钢在耦合摩擦和变形条件下的磨损行为研究

在自制的耦合摩擦和变形的试验机上初步研究了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带的磨损变形行为,分析了在耦合摩擦和变形条件下的形变量、磨痕表面的马氏体转变以及磨痕形貌与试验条件的关系。结果表明:研制的试验机实现了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带的摩擦和塑性变形的耦合行为;不仅带试样摩擦表面的形貌随正压力增加变化明显,而且其形变量和诱发转变的马氏体量均增大,但马氏体量增加对SUS304奥氏体不锈钢的磨损无明显影响。     

弹性金属塑料复合材料的摩擦磨损特性研究

在MPX-2000摩擦磨损试验机上，用环盘摩擦副，结合扫描电镜分别评价了弹性金属塑料（EMP）复合材料与钢在油润滑和干摩擦条件下的摩擦磨损特性。结果表明：两种试验条件下，相同滑动速度的摩擦系数随载荷的升高而减小，当载荷为2000N，滑动速度小于3.52m/s时，摩擦系数基于趋于稳定，EMP磨损率随滑动速度和载荷的升高耐增加，但不同试验条件的增幅不高，油润滑下滑动速度小于3.52m/s和干摩擦条件下滑动速度小于1.96m/s时，EMP以微切削，塑性变形和梨沟磨损为主，并在摩擦副两表面形成转移物。     

High-Temperature Friction and Wear Studies of Nimonic 80A and Nimonic 90 Against Nimonic 75 Under Dry Sliding Conditions

The present research focuses on dry sliding friction and wear behaviour of Nimonic 80A and Nimonic 90 against Nimonic 75 at high temperature up to 1023 K. The influence of temperature, sliding distance and normal load on friction and wear behaviour of Nimonic 80A and Nimonic 90 against Nimonic 75 was studied using pin (Nimonic 75)-on-disc (Nimonic 80A and Nimonic 90). Lower wear and lower friction of superalloys was observed at high temperatures, as compared to room temperature. Surface morphological and surface analytical studies of fresh and worn surfaces were carried out using optical microscopy, 3D profilometer, scanning electron microscope, energy-dispersive X-ray spectroscopy and Raman spectroscopy to understand the friction and wear behaviour. The mechanism of the formation of microscale glaze layer is also discussed.