室温及气氛条件下铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金法制备了3种铜基自润滑复合材料,分别考察了它们在室温及气氛条件下的摩擦磨损性能,通过对复合材料的力学性能和磨痕表面形貌、成分的分析,探讨其摩擦磨损机制.结果表明:Cu-9%石墨、Cu-4.5%石墨-4.5%MoS2、Cu-9%MoS2复合材料的密度、硬度和抗弯强度值都依次增大;室温条件下,因石墨与Cu的硫化物协同润滑作用,Cu-4.5%石墨-4.5%MoS2复合材料的摩擦磨损性能最好;气氛条件下,因Cu的硫化物发挥了其自润滑作用,Cu-9%MoS2复合材料表现出最佳的减摩耐磨性能,而Cu-4.5%石墨-4.5%MoS2复合材料次之;铜基自润滑材料的基体强度与固体润滑膜的覆盖率,是影响摩擦磨损机制转变的关键因素.     

石墨和二硫化钼填充氟橡胶的摩擦磨损特性研究

研究了石墨和二硫化钼填充量对氟橡胶(FKM)的摩擦磨损性能的影响, 并用扫描电子显微镜和热重分析仪分析了石墨和二硫化钼填充氟橡胶(FKM)的磨损表面和热稳定性.结果表明,石墨和二硫化钼的加入提高了FKM的摩擦磨损性能与热稳定性;随着石墨和二硫化钼用量的增大,复合材料的摩擦因数和磨损量先降后升;当石墨和二硫化钼质量分数分别为3%和5%时,复合材料的摩擦磨损性能最佳;当二硫化钼填充量为10%时,氟橡胶的热分解温度比未添加润滑剂的氟橡胶提高了7 ℃左右.     

旋转通道径角挤压工艺制备UFG铝合金润滑条件研究

为研究一种适合旋转通道径角挤压工艺制备铝合金块体超细晶材料的润滑剂,将不同质量分数的石墨和二硫化钼固体润滑剂添加到锂基抗极压润滑脂中,以模具材料H13钢和铝合金2024、7075为对磨材料,在往复运动实验平台上进行中高接触应力面面接触摩擦实验,研究不同润滑脂的减摩抗磨性能。结果表明:在抗极压润滑脂中增加固体润滑剂能提高大塑性变形过程中的减摩抗磨能力,改善摩擦磨损形式,其中未加入润滑剂时主要以咬合黏着磨损、磨粒磨损为主,加入固体润滑剂后以轻微黏着磨损为主;与二硫化钼相比,石墨的六边形层状结构能够起到更好的支撑作用,在铝合金挤压成形过程中表现出更优异的减摩抗磨性能;石墨固体润滑剂的添加量与对磨材料的摩擦磨损机制有关,其适宜的添加量为10%～20%,其中材质较软的铝合金2024与H13对磨时以黏着磨损为主,需要添加更多的石墨去填补黏着磨损形成的犁沟,而铝合金7075与H13对磨时以边界摩擦为主,石墨添加量相对较少。     

锡青铜-钢背双金属固体自润滑复合材料的摩擦性能研究

采用粉末冶金工艺制备含石墨固体润滑剂的锡青铜-钢背复合材料,研究了石墨含量对材料的硬度、显微组织和摩擦磨损性能的影响,并考察了摩擦磨损机制。结果表明:在含石墨的青铜-钢背双金属材料中,随着石墨含量的增加,材料的硬度逐渐降低,摩擦磨损性能逐渐改善,但是其显微组织的均匀性也逐渐变差;在石墨含量为3%～5%(质量分数)时,双金属材料既具有较好的摩擦磨损性能,同时表面铜合金层与钢背的黏结强度也很高;随着速度和负荷的增加,材料的摩擦因数降低,磨损增加;摩擦过程中,石墨在摩擦面上成膜是材料具有减摩自润滑性能的主要原因。     

改性UHMWPE水润滑轴承材料摩擦磨损性能研究

以超高分子量聚乙烯为基体,用纳米二硫化钼和氟橡胶对其进行改性,制备一种新型复合UHMWPE水润滑轴承材料。在轴系试验台SSB-100上,研究复合UHMWPE材料在不同转速下的摩擦磨损性能,并分析其磨损形貌。结果表明,采用纳米二硫化钼改性UHMWPE时并不能有效改善其摩擦性能;采用氟橡胶改性时UHMWPE复合材料的摩擦因数呈现整体下降、局部波动的趋势,并在氟橡胶质量分数为20%时摩擦因数最低;二硫化钼和氟橡胶协同改性UHMWPE材料的摩擦因数随着二硫化钼和氟橡胶含量的升高而逐渐下降,其中纳米二硫化钼质量分数为8%、氟橡胶质量分数为16%的材料摩擦性能和磨损性能都达到最优。     

金属冷塑成型用润滑剂研究

研究了蓖麻油加入二硫化钼、铝粉、石墨等添加剂后摩擦磨损性能以及极压性能的变化。用四球摩擦磨损试验机进行对比实验,研究了二硫化钼、铝粉、石墨、磁流体对摩擦因数、磨损的影响。结果表明:(1)蓖麻油为基础油,添加二硫化钼等添加剂,能提高蓖麻油的减摩、抗磨和极压性能。(2)含MoS210 g/L,A l粉30 g/L,石墨50 g/L的蓖麻油其减摩、抗磨和极压性能最好。(3)二硫化钼能起到极压添加剂的作用;A l粉能提高润滑油的稳定性;石墨含量是影响润滑剂摩擦因数最主要因素。     

低含量磷片石墨填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

为了改善聚四氟乙烯高磨耗的缺点,通过冷压烧结成型工艺制备4种低含量鳞片石墨填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,探究其在较高载荷(0.8 MPa)及不同转速下的摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察样品的表面磨痕深度,借助扫描电镜观察摩擦表面形貌并分析磨损机制。结果表明:在较高载荷下石墨填充PTFE复合材料的摩擦因数和体积磨损率都较纯PTFE有一定程度的降低;且当石墨填充质量分数为5%时,复合材料的摩擦因数和体积磨损率降到最低,在载荷为0.8 MPa、转速为80 r/min时较纯PTFE分别降低了19.7%和84.25%;在较高载荷下,随着石墨含量的增大,复合材料的磨损机制逐渐由犁耕磨损向黏着磨损转变,且当石墨质量分数为10%时,出现轻微的疲劳磨损。     

石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能

为了研制PTFE基粘弹-摩擦型阻尼材料,采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了石墨、聚苯硫醚、聚醚醚酮混合填充PTFE基复合材料,利用环-块式磨损试验机,在干摩擦条件下考察了复合材料的摩擦学性能,并用扫描电镜观察了磨损表面形貌,研究了复合材料的磨损机制。结果表明:PTFE含量不同的复合材料,随石墨填充量的增大,摩擦因数和磨损率的变化趋势不同,磨损主要由犁削、粘着和疲劳剥落中的一种或几种引起;适当配比的PTFE基复合材料具有较好的摩擦阻尼性能,能够满足粘弹-摩擦阻尼材料的要求。     

铁基材料表面粘结润滑涂层摩擦学性能研究

为改善铁基粉末冶金材料的摩擦磨损性能,在其表面制备了复合粘结润滑涂层,分别在干摩擦和油润滑条件下进行摩擦磨损试验与分析,结果表明:石墨、二硫化钼两者有协同作用,复合粘结润滑涂层具有良好的润滑减摩性能,油润滑条件下,涂层以石墨含量较多者为佳,干摩擦条件下,涂层以MoS2含量较多者为佳,采用硅烷偶联剂处理后,进一步提高了复合涂层的减摩耐磨性能和承载能力.     

有机钼添加剂对重载装备柴油机油减摩抗磨性能的影响

针对某重载装备所用柴油机油CD~+/10W-40减摩抗磨性能不足的问题,分别添加不同含量的二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)、二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)和钼胺络合物(Mo-A)3种油溶型有机钼添加剂,通过SRV摩擦磨损试验机考察其减摩抗磨性能,通过激光显微镜、SEM、EDS、XPS对磨痕进行形貌观察及元素分析,并分析其减摩抗磨机制。结果表明:不同种类的有机钼在柴油机油中均能降低摩擦因数,但其减摩抗磨效果不尽相同,其中,0.8%质量分数的MoDTC在柴油机油中的减摩抗磨效果最佳,摩擦因数降低约53.3%,磨损体积减小约26.9%,而Mo-A反而使磨损增大。机制分析表明MoDDP和MoDTC在摩擦表面分解生成了含MoS_2、MoO_3等的化学反应膜和化学沉积膜,起到了减摩抗磨作用;而钼胺络合物在磨损表面没有形成含钼的摩擦保护膜,而是形成了磨粒,因而增大了磨损。     

模拟矿井环境下的PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料摩擦行为研究*

为改善聚醚醚酮（PEEK）在矿井工况下的摩擦性能,选用纳米二氧化硅（SiO2）、二硫化钼（MoS2）和短切碳纤维（CF）为增强填料制备PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料,并探究PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料在不同工况条件下的滑动与滚动摩擦学性能;通过模拟滚轮罐耳在矿井环境下的运行方式,分析其磨损形貌和磨损机制。结果表明：PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料在不同载荷条件下均具有良好的减摩和耐磨特性;滑动摩擦在水介质工况下及滚动摩擦在干摩擦工况下,复合材料的摩擦因数和磨损率最低,其磨损机制均以磨粒磨损为主。与矿井常用的聚氨酯材料的对比,PEEK/SiO2/CF-MoS2复合材料的摩擦学性能更为优异。     

几种纳米添加剂在环境友好润滑剂中的摩擦化学特性

采用机械化学修饰法研制了三种纳米润滑添加剂,二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)和氟化石墨(CxFy),考察了这些纳米级润滑剂在环境友好润滑剂中的摩擦化学特性。结果发现：这些纳米添加剂在环境友好润滑剂中具有较好的抗磨性能和良好的减摩性能;减摩性能优于常用的极压抗磨剂,其机理是在摩擦副表面形成迁移膜,起“滚动微轴承”的作用。     

石墨烯/MoS2复合涂层多环境下的摩擦学性能

以MoS2作为润滑剂,以石墨烯(GE)作为润滑添加剂,采用喷涂法在GCr15钢样片表面制备不同含量的GE/MoS2复合涂层.利用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机测试涂层在干摩擦及海水环境中的摩擦磨损性能,并分析了磨痕形貌及磨损机制.结果表明:添加适量石墨烯可明显改善MoS2涂层的摩擦磨损性能,且海水环境中涂层的摩...     

二硫化钼/丁腈橡胶热氧老化及摩擦性能模拟研究

为研究二硫化钼(2H-MoS₂)对抗氧剂4020和丁腈橡胶(NBR)复合材料热氧老化及摩擦学性能的影响,采用分子动力学(MD)模拟分别建立4020/NBR和MoS₂/4020/NBR复合材料的模型,分析不同温度下2H-MoS₂对热氧老化性能、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明：添加MoS₂后,复合材料的相容性、稳定性和热氧老化性能均得到有效提高,力学性能也得到明显提升,即使在398 K高温下,复合材料也能表现出优异的热氧老化性能和力学性能;与4020/NBR复合材料相比,MoS₂/4020/NBR复合材料在298、398 K温度下的摩擦因数分别减小了约30%和25%,磨损率减小了5%和7%,表明MoS₂可以有效提高NBR复合材料的摩擦学性能。     

铜包石墨含量对铜锰铝复合材料摩擦磨损性能的影响

为改善铜锰铝合金的烧结性能,并提高其在干摩擦下的摩擦磨损性能,以铜包石墨作为自润滑相加入到铜锰铝合金中,采用等离子真空压力烧结方法制备铜锰铝/石墨复合材料,分析铜包石墨含量对复合材料的密度、硬度的影响,探讨不同复合材料在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明:相比真空和氢气还原气氛下的烧结方式,等离子体烧结铜锰铝...     

WC-10Co-MoS2@Ni自润滑硬质合金与钛合金的摩擦学性能研究

为探究WC-10Co-MoS2@Ni自润滑硬质合金与TC4钛合金的摩擦学性能，通过热压烧结制备不同含量MoS2@Ni的硬质合金试样，采用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、维氏硬度计等分析自润滑硬质合金的组织结构和力学性能，利用往复式摩擦试验机研究干摩擦、切削液环境和深冷环境下硬质合金与钛合金的摩擦学性能。结果表明：随着硬质合金中MoS2@Ni含量的增加，表面孔隙减少，力学性能缓慢下降；在干摩擦、切削液环境和深冷环境下，摩擦因数均随MoS2@Ni含量的增加而降低；钛合金和硬质合金在干摩擦时由于钛合金的黏附，阻碍了MoS2发挥润滑作用，磨损形式以黏着和氧化为主；在切削液环境中磨损形式以磨粒磨损和黏着磨损为主，而在深冷环境下减少了氧化和黏着，其磨损形式主要为磨粒磨损，并伴有分层磨损现象。     

花状与球状MoS2对PAO15润滑油摩擦学性能的影响

为改善低黏度PAO15润滑油的摩擦学性能,通过水热法制备球形与花状MoS_2颗粒,采用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对所制备的MoS_2颗粒进行表征。制备球形与花状MoS_2改性的PAO15油,利用四球摩擦试验机对比研究2种形貌MoS_2在不同用量条件下对PAO15油摩擦学性能的影响。采用光学显微镜、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS)对磨痕表面进行表征。结果表明:制备的球形与花状MoS_2晶型均较好地符合MoS_2的晶型,掺杂至PAO15油中均能够提升其摩擦学性能,使其摩擦因数降低;随着MoS_2颗粒添加量的增加,PAO15油摩擦学性能有所提升,在质量分数为1.0%时达到最优;花状MoS_2具有更大的比表面积,其对PAO15油抗磨损性能的提升优于球形MoS_2,形成的转移膜能够更好地起到隔离摩擦表面的作用。     

粘结固体润滑涂层在油润滑条件下的摩擦学性能

为了探讨粘结MoS2基固体润滑涂层在油润滑条件下的抗磨减摩性能,采用MHK-500型摩擦磨损试验机对粘结MoS2基固体润滑涂层在4种常用油(液体石蜡、RP-3煤油、4050滑油和CD-40柴油)润滑下的摩擦磨损性能进行了研究,考察了速度和载荷对润滑涂层在4种不同的常用油润滑下的摩擦磨损性能。结果表明,在低载荷(320N)试验条件下,4种常用油润滑下涂层的耐磨性比干摩擦下得到显著的提高,摩擦因数从0.12降低到0.08左右;但在高载荷(1100N)下,油润滑对涂层的摩擦磨损性能没有明显的改善。只有在合适的载荷下,固/油复合润滑技术可明显改善摩擦副的润滑性能。     

Study on Tribological Performance of NiAl Matrix Self-Lubricating Composites Containing Graphene at Different Loads

This study aimed to explore the possibility of improving the tribological performance of NiAl matrix composites by graphene addition. Friction and wear experiments of as-prepared specimens were conducted under different conditions using a pin-on-disk wear testing machine. NiAl matrix composites containing graphene showed satisfactory performance in friction coefficient and wear resistance compared to NiAl matrix composites without graphene. For the active effect of graphene, the friction coefficient and wear rate of NiAl matrix composites were maintained at relatively lower values. The beneficial antifriction and antiwear effects of graphene gradually failed when the applied load was above 8 N. Graphene in NiAl matrix composites played an active role in the formation of a friction layer, which was beneficial to the lower friction coefficient and wear rate. In light of this research, graphene plays an active role in reducing the friction coefficient and wear rate. Hence, graphene has great potential in applications as an effective solid lubricant to promote tribological behavior.     

钢背衬碳纤维织物/环氧复合材料干摩擦特性研究

研究了钢背衬碳纤维织物/环氧复合材料在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考察了MoS2与石墨粉及其配比、衬层厚度、法向载荷对衬层干摩擦性能的影响,用扫描电子显微镜对衬层的磨损表面及对偶件45^#钢环表面进行了观察与分析。结果表明：厚度为1.5mm的试环衬层在摩擦过程中主要表现出粘结磨损特性,而含20%（质量分数）MoS2粉的0.6mm衬层表现出疲劳磨损与磨粒磨损特性。摩擦因数-时间特性曲线表明MoS2粉在降低衬层摩擦因数的同时能够抑制环氧树脂向对偶钢环表面的粘结;石墨对衬层的减摩效果优于MoS2粉,但摩擦温升引起树脂向偶件表面转移增多使得减摩效果大大降低;质量分数为33%的MoS2与石墨粉衬层表现出最佳的摩擦学性能,衬层摩擦因数具有随载荷先减小后上升的趋势。