载流条件下的1Cr18Ni9Ti/浸金属碳摩擦磨损性能研究

在销-盘摩擦磨损试验机上试验了载荷、速度、电流对1Cr18Ni9Ti/浸金属碳对磨时的摩擦因数、磨损量及磨损形貌的影响。试验结果表明,载荷对1Cr18Ni9Ti/浸金属碳摩擦副的摩擦因数和销试样的磨损率有显著影响:载荷越大,摩擦因数越大,磨损率越低;摩擦因数、磨损率与速度的关系受载荷的制约。当低载时,以电流影响为主。销试样的磨损表面出现了粘着磨损,氧化磨损和电弧烧蚀。     

聚四氟乙烯编织复合材料摩擦温度与磨损特性

在高频压摆摩擦磨损试验机上对自制聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene,PTFE)编织复合材料进行摩擦学性能试验,研究摩擦温度与摩擦磨损特性的关系。试验结果表明:摩擦温度对PTFE编织复合材料的摩擦因数影响显著,摩擦温度在30～60℃范围内升高,摩擦因数有明显的降低趋势,在65～210℃范围内摩擦因数处于稳定阶段,210℃是摩擦因数的突变摩擦温度。通过扫描电子显微镜对不同工况下产生的磨屑进行显微分析表明:高温下产生的磨屑与低温下的磨屑明显不同,低温下产生的磨屑为细小的片状,高温下产生的磨屑以大片的断裂纤维为主,材料磨损严重。PTFE编织复合材料的耐磨性受摩擦温度影响较大,200℃是PTFE编织复合材料磨损率的转折点。为保证该PTFE编织复合材料良好的摩擦磨损性能,摩擦温度动态监测值不能超过200℃。     

浸渍磷酸盐石墨与9Cr18Mo不锈钢配副的摩擦磨损性能研究

针对航空发动机石墨密封常用的摩擦副浸渍磷酸盐石墨(M234Ao)和9Cr18Mo不锈钢材料,在UMT-TriboLab试验机上进行球-盘、销-盘接触摩擦试验,研究其低速轻载、高速重载工况以及干摩擦、油润滑下的摩擦磨损性能,利用接触式形貌仪、金相显微镜等对摩擦副表面进行观察分析,并分析其磨损机制。结果表明：在油润滑及面-面接触下的摩擦因数和磨损率明显低于干摩擦和点-面接触下;添加油介质可以降低界面摩擦剧烈程度,抑制金属氧化以及降低摩擦因数,特别是在高速重载工况下;M234Ao和9Cr18Mo配副间的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主,伴随有犁沟、微裂纹及擦伤现象。     

表面渗铜铈合金钢在干摩擦条件下的摩擦磨损性能

为提高采煤机滑靴在干摩擦条件下的抗磨损性能，采用双层辉光离子渗金属技术对滑靴用18Cr2Ni4W合金钢表面进行渗铜铈处理，通过环-块摩擦磨损实验机在不同载荷和滑动速率下考察其干摩擦条件下的摩擦学性能，并与45#钢和18Cr2Ni4W合金钢的摩擦学性能和磨损机制进行比较。结果表明：表面渗铜铈的18Cr2Ni4W合金钢在不同载荷和滑动速率条件下表现出最低的摩擦因数和磨损率，45#钢呈现出最高的摩擦因数和磨损率，这表明通过表面渗铜铈改善了18Cr2Ni4W合金钢的减摩抗磨性能；摩擦过程中，45#钢的磨损机制为犁沟和黏着磨损，18Cr2Ni4W合金钢的磨损机制为犁沟和轻微的黏着磨损，表面渗铜铈的18Cr2Ni4W合金钢表现出犁沟和轻微的剥落磨损特征。     

永磁场条件下45钢与GCr15钢摩擦磨损性能试验研究

基于HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机,研究在永磁体磁场条件下滑动速度、载荷等参数对45#钢/GCr15钢摩擦副摩擦学性能的影响,通过磨痕形貌分析其磨损机制,并与无磁场条件下的试验结果进行对比。试验结果表明:磁场的引入可以在一定程度上减小摩擦因数和降低磨损率,证明磁场能够改善45#钢/GCr15钢摩擦副的摩擦学性能;增大滑动速度将降低摩擦因数和磨损率,增大载荷将降低摩擦因数,增加磨损率。无磁场时,摩擦副的摩擦磨损为典型的磨粒磨损,磨损系统的磨损率和摩擦因数较大;有磁场时,磨损形式主要为黏着磨损,摩擦因数和磨损率较小。     

38CrSi自配副的摩擦磨损性能

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了38CrSi自配副干滑动时的摩擦因数、磨损率随滑动速度和载荷的变化规律;利用SEM观察了磨损面的微观形貌,分析了摩擦磨损机理。结果表明:其摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着速度的增加先增大后减小,和常用材料的磨损率随速度增加而增大的规律不同;磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

38CrSi自配副的摩擦磨损性能

采用自制的销盘式摩擦磨损试验机研究了38CrSi自配副干滑动时的摩擦因数、磨损率随滑动速度和载荷的变化规律;利用SEM观察了磨损面的微观形貌,分析了摩擦磨损机理。结果表明：其摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着速度的增加先增大后减小,和常用材料的磨损率随速度增加而增大的规律不同;磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

硬度对钢蜗轮副用材料微动磨损特性的影响

通过调整40CrNiMoA钢的热处理工艺参数获得了4种不同硬度的试样,在无润滑、室温条件下,在SRV Ⅳ微动磨损试验机上研究了硬度对40CrNiMoA钢-18Cr2Ni4WA钢摩擦副微动磨损量和摩擦因数的影响.结果表明:试验条件下,随着40CrNiMoA钢硬度的增加,其微动磨损体积减小,而较硬的18Cr2Ni4WA钢的微动磨损量变化趋势则与试样的位置等有关,但总存在一个硬度配对使得两摩擦副微动磨损体积相等;摩擦因数在40CrNiMoA钢为上试样时,随时间变化较平稳,波动较小;当40CrNiMoA钢为上试样时,其微动磨损机制主要为黏着磨损,而18Cr2Ni4WA钢的磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.     

AS41镁合金在不同温度的摩擦学行为

研究了AS41镁合金在不同温度时的力学和摩擦学性能及摩擦学机理。研究结果表明:随着试验温度升高,AS41镁合金的抗拉强度和屈服强度降低、延伸率增大;当温度超过150℃时,抗拉强度和屈服强度显著下降。随着载荷增大,不同试验温度的摩擦因数均呈减小趋势,而磨损率则呈增大趋势;随着滑动速度增大,不同试验温度的摩擦因数变化不大,而磨损率则呈增大趋势。在不同载荷和滑动速度下,均呈现试验温度越高,摩擦因数越小,磨损率越大的现象;在试验温度较高时,导致磨损机制由轻微磨损向严重磨损转换的载荷减小。在载荷为50N时,不同温度AS41镁合金的磨损机理分别是:室温时主要为氧化磨损和磨粒磨损,150℃时为剥层磨损和黏着磨损,而200℃时主要为材料塑性变形引起的熔融磨损。     

高速条件下PTFE编织复合材料的摩擦磨损性能

将PTFE编织复合材料与9Cr18Mo钢组成摩擦副,在高速压摆摩擦磨损试验机上进行干摩擦磨损试验,研究了循环次数和摩擦温度对摩擦因数的影响,用扫描电镜观察了不同阶段摩擦表面及磨屑的形貌,并分析了PTFE编织复合材料的磨损机理。结果表明:PTFE复合材料的摩擦因数随着循环次数的增加先迅速降低,后在一定范围内达到动态平衡,随着摩擦的继续进行,摩擦因数急剧上升,PTFE复合材料发生磨损失效;摩擦温度是影响PTFE复合材料摩擦磨损机制一个重要因素,摩擦温度的急剧升高将加剧PTFE复合材料的磨损;随着磨损的加剧,磨屑也表现为相应的恶化趋势;磨损机理以疲劳磨损为主。     

Ag-Cu-Sn/金属陶瓷润滑层高温摩擦配副特性研究

以多孔金属陶瓷为基体,以Sn-Ag-Cu系低熔合金为固体润滑剂,采用真空/压力熔渗技术制备Sn-Ag-Cu/陶瓷高温内梯度润滑层材料。在高温摩擦试验机上研究该润滑层材料与2Cr13钢盘及Al2O3陶瓷盘配副时的高温摩擦磨损性能,并利用EDS及扫描电子显微镜分析在不同配副时的摩擦磨损机制。研究结果表明:在600℃左右工作时,该润滑层材料与2Cr13盘和Al2O3陶瓷盘配副时都保持了较低的滑动摩擦因数(0.26);在较低温度区间(300~600℃),该润滑层材料与Al_2O_3盘配副时的摩擦因数较低,而在温度大于600℃时,该润滑层材料与2Cr13钢盘配副时的摩擦因数较低;在试验的温度范围内(300~700℃),该润滑层材料与Al_2O_3陶瓷盘配对时磨损率较低,表现出更好的的耐磨性。在温度大于500℃时,该润滑层材料与2Cr13钢盘配对时主要发生黏着磨损和氧化磨损,与Al2O3陶瓷盘配对时主要发生磨粒磨损和黏着磨损。     

摩擦配副材料对TC4钛合金微动磨损行为的影响

为合理选用接触副材料以减缓钛合金的微动失效,采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机,研究不同载荷条件下,摩擦配副材料GCr15和Si_3N_4对TC4钛合金微动磨损行为的影响。结果表明:较低载荷下选择高硬度的Si_3N_4陶瓷作为摩擦配副更理想,而高载荷下选择GCr15钢作为摩擦配副更理想;TC4钛合金与GCr15钢对磨的磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损,磨损率随载荷增大而减小;Si_3N_4/TC4组成的摩擦副对摩过程中,磨屑的形成过程伴随有硅的水化物产生,使形成的磨屑黏性增加,载荷较小时磨屑易粘结形成致密的第三体层覆盖在TC4钛合金表面,起润滑、承载和隔离摩擦副的作用,降低材料的磨损率;载荷较大时,第三体层在磨粒磨损和黏着磨损作用下从TC4钛合金表面脱落,摩擦副直接接触,磨损率升高。     

Sn-Ag-Cu自润滑滚子轴承的高温摩擦学特性

采用真空熔渗技术制备Sn-Ag-Cu高温自润滑滚子;在滚珠隔离式无保持架高温平面推力轴承试验装置上,对自润滑滚子轴承的高温摩擦特性进行试验研究;应用SEM/EDS技术分析轴承滚道摩擦表面的形貌和成分,研究试验温度、润滑剂合金与轴承滚动摩擦磨损之间的关系。研究表明:在400～600℃温度范围内,轴承的摩擦因数随着温度的的升高逐渐降低,当温度达到润滑剂合金熔点600℃时,摩擦因数达到最低值0.024;当温度为400℃时,轴承滚道摩擦表面以黏着磨损为主;随着温度升高,自润滑材料中的润滑剂合金逐渐析出涂覆在滚道表面,与滚道表面的高温氧化物共同影响轴承的摩擦学特性,因此在摩擦表面出现部分黏着磨损与氧化磨损;达到600℃后,滚道表面涂覆形成的润滑膜增多,因此氧化磨损和黏着磨损得到减轻,润滑效果最好。     

磁场条件下钢轨材料的摩擦磨损性能试验研究

基于HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机,试验研究在永磁体磁场条件下,法向载荷、往复速度等参数对钢轨材料摩擦性能的影响,通过磨痕形貌分析其磨损机制,并与无磁场条件下的结果进行对比。试验结果表明:磁场的引入可以在一定程度上减小钢轨材料的摩擦因数、磨损率;增大滑动速度对摩擦因数和磨损率均有减小作用,增大载荷能够降低摩擦因数,但磨损率增加;磁场能够提高钢轨材料在摩擦过程中的磨损性能。无磁场时,钢轨材料磨损形式为典型的磨粒磨损,摩擦系统的磨损率和摩擦因数较大;有磁场时,磨损形式主要为黏着磨损,摩擦因数和磨损率较小。     

TD法VC涂层与陶瓷和钢对摩时摩擦磨损性能对比研究

采用TD法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备VC涂层,在摩擦磨损试验机上考察VC涂层与钢球、钢柱和陶瓷球配副时的摩擦磨损性能,利用扫描电镜、粗糙度测量仪和X射线衍射仪(XRD)分析涂层磨损前后表面及界面的形貌、表面粗糙度和物相组成.结果表明,与不同摩擦副配副时,VC涂层摩擦因数随着磨损时间增加先增大后趋于平稳,磨损率随着磨损时间增加而减小,其中与钢柱配副时摩擦因数最小,磨损率最低.与不同摩擦副配副时,VC涂层磨损机制与失效形式不同,与钢球配副时VC涂层磨损机制为磨粒磨损,失效形式为划痕和剥落坑;与钢柱配副时VC涂层磨损机制为黏着磨损和疲劳磨损,失效形式为犁沟和片层状剥落;与陶瓷球配副时VC涂层磨损机制为氧化磨损,失效形式为脆性断裂.     

50MnB钢耐磨性及磨损机制研究

采用立式万能摩擦磨损试验机,研究淬火并经过180、200、220℃不同温度回火后的50MnB试样在不同载荷下的摩擦磨损性能,分析回火温度对试样耐磨损性能的影响,并探讨50MnB的磨损机制。研究表明:在200℃回火时,50MnB试样的组织更均匀,回火马氏体板条更加细小,耐磨性能最好;载荷对50MnB磨损性能影响较大,特别是在载荷超过100N时,会导致摩擦因数增大,同时氧化磨损和黏着磨损加重,从而导致磨损率有较大幅度的上升;50MnB的主要磨损机制是黏着磨损、氧化磨损,同时伴随轻微磨粒磨损。     

干摩擦下速度与载荷对AISI 1045钢磨损行为的影响

为探讨AISI 1045钢的切削、磨削加工过程中材料的磨损机制随加工参数的变化规律,采用CFT-1型多功能材料表面综合性能测试仪对AISI 1045钢进行干摩擦磨损实验,研究干摩擦条件下不同摩擦速度、不同载荷对AISI1045钢磨损行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对磨痕表面进行分析。结果表明:随着摩擦速度增大,AISI 1045钢的摩擦因数显著减小,磨痕深度先增加后减少,磨损机制由黏着磨损、磨粒磨损与轻微氧化磨损共同作用转变为氧化磨损、磨粒磨损和局部疲劳剥落;随着载荷增大,摩擦因数均值变化不大,磨痕深度依次增加,磨损机制由轻微黏着磨损和磨粒磨损转变为黏着磨损、磨粒磨损和轻微氧化磨损的共同作用。     

浸渍石墨材料在不同法向载荷下的磨损性能研究

研究不同摩擦体系下法向载荷对浸渍石墨的摩擦磨损特性的影响,采用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜分别表征摩擦表面磨痕形貌、磨痕轮廓,对浸渍石墨与对偶球（GCr15钢球和Si3N4陶瓷球）的摩擦磨损情况与机制进行评估分析。结果表明：磨损痕迹随着施加载荷的增加而加深加宽,磨损率与法向载荷呈负相关,而摩擦因数、磨损体积则与法向载荷呈正相关;小载荷作用下石墨的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损,大载荷下则主要表现为黏着磨损、氧化磨损以及疲劳磨损;GCr15/石墨摩擦副相比于Si3N4/石墨摩擦副磨损率较低,在摩擦过程中形成完整、连续性更好的“第三体”转移膜减轻了磨损,对石墨基体起到保护作用。     

液氮介质中Si3N4/9Cr18配副摩擦磨损性能研究

超低温介质中工作的轴承由于不能采用润滑油或脂润滑,其球环材料配副摩擦磨损特性将对轴承的工作性能产生很大影响。采用球盘点接触形式,在5 N载荷和0.4 m/s相对滑动速度下试验研究了超低温全钢轴承和混合式轴承中9Cr18/9Cr18和Si3N4/9Cr18两种球环配副在常温干摩擦和液氮环境中的摩擦磨损性能。结果表明9Cr18/9Cr18配副在低温下由于粘着趋势减弱而使摩擦因数和磨损均低于常温下。Si3N4/9Cr18配副在低温介质中由于试件表面吸附、氧化和摩擦化学反应受到抑制使摩擦因数高于常温下,同样由于无摩擦化学磨损发生,而只是以脆性断裂为主,其磨损低于常温下。Si3N4/9Cr18在常温下摩擦因数低于9Cr18/9Cr18配副,而在低温下则高于9Cr18/9Cr18配副。2种环境中陶瓷/钢配副的磨损均小于相应条件下钢/钢配副的磨损。     

ZrO_2陶瓷在H_2O_2介质中的摩擦学性能研究

在MMW-1立式万能摩擦磨损试验机上对ZrO2陶瓷球与1Cr18Ni9Ti不锈钢环在不同体积分数的H2O2介质中的摩擦磨损行为进行研究,并通过激光干涉表面形貌测量仪考察球试样与环试样的磨损表面形貌,对比分析摩擦因数、磨损量、摩擦副的磨损表面形貌的变化规律。结果表明,在不同体积分数的H2O2介质中,ZrO2/1Cr18Ni9Ti摩擦配副的摩擦学性能存在着明显差异;低浓度H2O2溶液在磨损过程中对不锈钢材料具有类似抛光打磨的过程,导致腐蚀磨损表面较为光滑;一定浓度的H2O2介质能有效地起到改善摩擦磨损特性的作用。