镀铜石墨含量对Fe-25Cu基摩擦材料组织结构及摩擦性能的影响

目的 为改善石墨与铜铁基摩擦材料的结合方式,探究不同含量的镀铜石墨对铜铁基摩擦材料组织结构的影响,并研究加入不同含量的镀铜石墨时,摩擦材料的摩擦性能和摩擦机理。方法 采用热压烧结法制备Fe-25Cu基摩擦材料,利用扫描电镜、X射线衍射等表征手段进行表征,并利用摩擦磨损试验机测试摩擦材料的摩擦性能,分析摩擦因数。摩擦试验后的材料利用扫描电镜进行表面观测,分析摩擦磨损机理。计算材料摩擦后的磨损量,以此分析镀铜石墨含量对摩擦材料的影响。结果 相同转速下随着镀铜石墨含量的增加,平均摩擦因数降低,当镀铜石墨的质量分数为9%时,摩擦因数曲线最平稳;随着镀铜石墨含量的增加,摩擦因数逐渐降低,磨损率先减少后增加。当加入9%的镀铜石墨时,该材料的摩擦性能最好,此时材料的摩擦因数为0.436,磨损率最低为0.023 mm;黏着磨损和磨粒磨损是添加镀铜石墨的摩擦材料的主要摩擦机理。结论 在Fe-25Cu基摩擦材料中镀铜石墨与基体的结合情况优于石墨与基体的结合,同时加入镀铜石墨Fe-25Cu基摩擦材料的摩擦因数高,磨损量小。     

颗粒级配对SiCp／Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用销-盘摩擦磨损试验机,考察了高体积分数SiCp/Al复合材料中颗粒尺寸及颗粒级配等组织因素对材料干摩擦磨损性能的影响.通过磨损表面的SEM形貌分析,研究了复合材料的磨损机理.结果表明,与灰铸铁配副时,材料的摩擦系数与磨损率明显依赖于碳化硅颗粒尺寸,二者均随颗粒尺寸的增大而先降低后增大.采用颗粒级配方法能明显改善复合材料的干摩擦磨损性能.粗细颗粒问的级配具有相互强化的作用,有利于降低摩擦系数和磨损率,并使其趋于稳定.复合材料的磨损以对偶件材料的转移和犁沟为特征.     

石墨/铜铁基自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用感应加热烧结粉末冶金的方法,以铜铁合金为基体,添加石墨制备石墨/铜铁基自润滑复合材料,对比研究了添加石墨前后2种材料的组成、结构、表面形貌及摩擦学性能,并分析了磨损机理。研究结果表明:添加石墨能起到润滑作用,使材料的摩擦因数减小,磨损率降低;添加的石墨一部分转化成新态,其余则进入材料的空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到减摩的作用;添加石墨后,摩擦材料的磨损机制由粘着磨损变为磨粒磨损。     

铜包石墨对酚醛树脂基复合材料摩擦学性能的影响

目的 提高石墨与酚醛树脂的界面结合强度,改善酚醛树脂基复合材料的摩擦学性能。方法 用高温浸渗法制备铜包石墨,并制备铜包石墨-酚醛树脂基复合材料。通过摩擦磨损实验,研究铜包石墨对酚醛树脂基复合材料摩擦学性能的影响,并对比相同成分铜/石墨混合填充酚醛树脂基复合材料的摩擦学性能。通过扫描电子显微镜、能谱仪和光学显微镜对摩擦磨损表面进行分析,研究材料摩擦磨损机理。结果 石墨表面经过金属铜处理后,金属铜由分散的聚集态转变为附着态,制备的铜包石墨颗粒整体分散度高、形状好。铜包石墨-酚醛树脂基复合材料中石墨与基体界面结合紧密,保持了酚醛树脂的连续相结构,摩擦磨损表面相对平整,复合材料平均比磨损率为3.98×10^?6 mm³/(N.m),瞬时摩擦系数波动幅度小,摩擦磨损机理以粘着磨损为主。相同成分制备的铜/石墨混合填充酚醛树脂基复合材料的界面结合度较差,摩擦磨损表面有较多裂痕,复合材料平均比磨损率为7.80×10^?6 mm³/(N.m),瞬时摩擦系数波动幅度大,摩擦磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主。结论 石墨通过表面金属铜处理,不仅能提高与基体界面结合强度,还能同时有效提高酚醛树脂基复合材料的耐磨性能和摩擦稳定性。     

镍-铁-石墨-硅自润滑材料及其性能

采用熔炼法制备出镍-铁-石墨-硅自润滑材料,并研究了铁含量对镍-铁-石墨-硅自润滑材料的力学性能、干摩擦磨损性能及油润滑摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着铁含量的增加,合金中石墨量逐渐增多,自润滑性能逐渐提高,材料的冲击韧性和抗拉强度逐渐降低,硬度值先减小后增大;材料的干摩擦因数和油润滑摩擦因数均随着铁含量的增加而逐渐降低,磨损率随着硬度值的增大逐渐减小,其中Ni-60Fe-3.5C-1Si合金(质量分数,%)的摩擦因数最小,干摩擦因数和油润滑摩擦因数分别保持在0.18和0.05.     

不同纳米氧化铝含量Ni-P-Al_2O_3化学镀层的高温磨损性能

采用化学镀技术制备不同纳米氧化铝含量的Ni-P-Al2O3复合镀层,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对镀层的表面形貌、化学成分及微观结构进行表征,考察镀层在600℃下的高温氧化性能,并采用高温摩擦磨损试验机对镀层在200℃和600℃下的摩擦磨损性能进行测试,分析其磨损机理。结果表明:纳米氧化铝的加入可有效提高镀层的高温耐磨性能和抗高温氧化性能。随着镀液中纳米Al2O3用量的增加,镀层的氧化质量增加,摩擦因数先减少后增加,镀层的磨损机理发生变化。镀液中纳米Al2O3用量为3 g/L时,镀层具有优异的抗高温氧化性能、较低的摩擦因数和较低的磨损率。复合镀层在较高温度磨损过程中呈现出较高的磨损率和较低的摩擦因数。     

GaN晶片电化学腐蚀表面摩擦磨损特性

目的 研究GaN晶片腐蚀表面的摩擦磨损行为,分析电化学腐蚀条件及介质环境对摩擦磨损行为的影响。方法 对不同条件电化学腐蚀后的GaN晶片表面进行摩擦磨损实验,通过腐蚀表面的摩擦磨损行为分析电解质溶液(NaOH\Na2S2O8\H3PO4)和腐蚀电位对GaN晶片腐蚀效果的影响,以及腐蚀表面材料的磨损去除特性。结果 水介质的润滑作用能有效保持摩擦因数曲线的平稳;不同电解质溶液电化学腐蚀的GaN晶片表面摩擦磨损存在明显差异,摩擦磨损区域沟槽尺寸和磨损率的顺序为NaOH>Na2S2O8>H3PO4;腐蚀电位磨损实验结果表明,腐蚀电位越高,摩擦因数越大,磨损率越大,磨损沟槽表面缺陷越多;通过电化学工作站,测试分析了极化曲线,得到电化学腐蚀速率顺序为NaOH>Na2S2O8>H3PO4,与材料去除磨损率规律一致。结论 摩擦表面的磨损特性表明,腐蚀表面摩擦磨损率越大,磨损区域的缺陷越多,对应的电化学腐蚀速率越快,表面腐蚀作用越强,在磨损过程中材料越容易被去除。在电化学腐蚀表面摩擦磨损过程中,磨料的引入可明显改变腐蚀表面的摩擦磨损特性,硬质金刚石磨料能显著增大表面磨损率,摩擦因数增大,且曲线波动大,磨损区域的缺陷增多,材料去除呈现明显的脆性断裂痕迹;软质硅溶胶磨料相较于金刚石磨料,其磨损率变小,但摩擦因数曲线更平稳,磨损区域的磨损缺陷减少,表面材料呈现明显的塑性域去除。     

不同成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响与机理

采用温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料,研究了SiC、石墨和树脂炭成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响及其机理.结果表明:SiC在摩擦表面摩擦膜的形成过程中起骨架作用,提高SiC的含量有利于提高摩擦系数,降低磨损率;树脂炭在材料中具有粘结各成分和提高摩擦系数的作用,但其成膜性较差,易增大磨损率;石墨粉在制动过程中起润滑作用,适量石墨粉有助于形成稳定的摩擦膜降低磨损率;摩擦表面摩擦膜的形成有利于减少C/C-SiC材料的磨损率.     

腰果壳油摩擦粉对树脂基摩擦材料性能的影响

腰果壳油摩擦粉是树脂基摩擦材料中广泛应用的摩擦性能调节剂。通过改变摩擦材料中腰果壳油摩擦粉组分含量,研究腰果壳油摩擦粉对树脂基摩擦材料的理化、机械、摩擦磨损及制动噪声性能的影响。结果表明:随着摩擦粉含量增加,摩擦材料的气孔率、压缩变形量增大,p H值、密度、硬度和冲击强度减小。通过执行SAE J2521和SAE J2522程序进行台架实验,表明摩擦粉的加入可提高并稳定摩擦材料的摩擦因数,同时有效降低刹车片制动过程噪声发生概率。摩擦材料中摩擦粉添加量7%(质量分数)时,摩擦材料冲击强度3.36 k J/m2,名义摩擦因数0.36,平均磨损厚度0.53 mm,噪音发生概率为14.4%,刹车片综合性能最佳。     

纳米颗粒增强NiCoCrAlY熔覆涂层的高温摩擦磨损行为

采用激光熔覆技术,在镍基高温合金表面制备相同含量的3种不同纳米颗粒增强的NiCoCrAlY涂层,考察它们在500℃空气氛围下的干摩擦磨损行为,并与未加纳米颗粒的涂层进行比较。结果表明：纳米颗粒增强涂层的高温摩擦磨损机制与未加纳米颗粒的涂层一致,均为强烈塑性变形引起的剥层磨损和氧化磨损;加入纳米颗粒后,涂层的摩擦因数增大且随滑行距离的增加呈减小趋势,涂层的磨损率仅为未加纳米颗粒涂层的34.0%～64.5%。在3种纳米颗粒中,纳米SiC颗粒对涂层高温耐磨性的改善最为显著。     

TiC颗粒强化Ti-30Fe复合材料的摩擦行为

将Ti、Fe和TiC粉末进行低温球磨,并结合放电等离子烧结制备Ti-Fe-xTiC(x=0,3,6,9,质量分数％)复合材料.结果表明:该复合材料中含有β-Ti、β-Ti-Fe、η-Ti4Fe2O0.4以及TiC颗粒.显微组织随着TiC添加量的增加而显著细化.粘着磨损是Ti-Fe-xTiC复合材料的主要磨损机制.随着T...     

树脂基摩擦材料耦合机理研究

目的提高树脂基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损性能。方法利用纤维的协同耦合效应制备混杂纤维增强材料,通过正交实验法设计配方,探究混杂纤维对摩擦材料性能的影响。借助扫描电镜对磨损表面和磨屑的微观形貌进行分析,使用能谱分析其元素组成,以探究摩擦材料的耦合机理。结果混杂纤维含量从8%增加到10.5%,摩擦材料的洛氏硬度和剪切强度分别维持在50～75 HRB、11.5～16.5 MPa适宜范围内,其中S3试样的洛氏硬度最大,为71 HRB,S4试样的剪切强度最大,为16.1 MPa。混杂纤维的交叉耦合效应决定了摩擦材料的机械性能。碳纤维在接触表面形成一层转移膜,发挥着润滑降温的作用,对摩擦材料的摩擦系数及磨损率均影响最大。结论转移膜的形成可有效缓解热衰退现象。适宜含量的混杂纤维可使摩擦表面形成连续的转移膜,且粒径细小的磨屑可提高转移膜的自洁性,从而降低摩擦材料的磨损率。磨损机理也由磨粒磨损和粘着磨损转变为多种机理综合的磨损形式。     

High temperature tribological behavior of W-DLC against aluminum

Diamond-like carbon (DLC) coatings are well suited for applications that require minimum adhesion and low coefficient of friction (COF) against aluminum alloys. These properties however deteriorate rapidly at elevated temperatures, and coating wear occurs. In this study, tribological behavior of W containing DLC (W-DLC) were studied as a function of testing temperatures up to 500 °C, and the sliding-induced surface and subsurface damage at these temperatures was investigated. Pin-on-disk tests performed on W-DLC run against 319 Al showed a low COF of 0.2 at 25 °C, whereas between 100 °C and 300 °C, a high average steady-state COF of 0.60 was recorded. At 400 °C the COF decreased to 0.18, and this reduction in COF continued with increasing the temperature to 500 °C (0.12). It was observed that the formation of transferred material layers on 319Al was the governing mechanism for the low COF. The Raman analysis revealed that at room temperature these layers were rich in carbon, whereas at 400 °C the transfer layers consisted of tungsten oxide. According to transmission electron microscopy (TEM), and X-Ray photoelectron spectroscopy (XPS), of the coatings tested at 400 °C and 500 °C a thin (20 nm) tungsten oxide layer was formed on their top surface. This in turn led to the formation of tungsten oxide rich transfer layers that is believed to reduce the COF at temperatures above 400 °C.     

添加微量SiC和石墨对Cu-Cr-Zr-Ag-Nb合金耐磨性的影响

采用真空感应熔炼和铸造的方式制备Cu-0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb基体材料与Cu-0.7Cr-0.12Zr-0.1Ag-0.12Nb-1SiC-0.5Gr(石墨)复合材料.利用金相显微镜、环境扫描电子显微镜和HT-1000型摩擦磨损试验机,对比分析了基体材料和复合材料的显微组织、基体材料和复合材料...     

V-Al-C-N宽温域涂层的制备及其摩擦学行为

目的 设计制备用于高速切削难加工材料的长寿命刀具涂层.方法 采用三靶磁控共溅射技术,通过改变石墨靶材的溅射功率,调控不同润滑相的配比,制备具有不同C含量的V-Al-C-N纳米复合涂层.利用纳米压痕仪和高温摩擦试验机,对涂层的力学性能和摩擦学性能进行检测.采用透射电镜和扫描电镜观察涂层的显微结构和摩擦磨损表面形貌,并分析...     

Ni-P金刚石化学复合镀层制备及摩擦磨损性能分析

目的研究不同粒径微米金刚石对Ni-P金刚石化学复合镀层摩擦磨损性能的影响。方法选择出一组优良的Ni-P化学镀工艺参数,在镀液中分别加入不同粒径的金刚石微粒,制备含不同粒径微米级金刚石颗粒的化学复合镀层。用SEM和XRD,观察并分析了不同粒径金刚石对热处理前后Ni-P金刚石化学复合镀层微观形貌和组织结构的影响;通过硬度和摩擦磨损实验,研究了不同粒径金刚石颗粒对复合镀层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果制备的复合镀层厚度为30μm左右,金刚石质量分数达到21%~25%,且金刚石均匀分散在Ni-P镀层中。热处理前镀层为非晶结构,经过400℃×2 h的热处理后,镀层晶化为硬度更高的Ni3P。金刚石能提高镀层硬度,其中粒径为9μm的复合镀层硬度最高,达到1261HV。Ni-P金刚石复合镀层的摩擦系数为0.4~0.52,随着金刚石粒径的增大,摩擦系数不断减小。金刚石使镀层的磨损机制发生了变化,随着金刚石粒径的增大,硬质合金球的磨损加剧。结论随着金刚石粒径的增大,镀层硬度增加,摩擦系数减小,耐磨性增大。     

高铝质耐高温材料的热态固体粒子冲蚀磨损行为

采用自行设计的气流喷砂式热态固体粒子冲蚀磨损试验机,在空气气氛和90°攻角条件下,研究了冲蚀粒子大小(36#和90#SiC)以及不同温度(室温、1000、1200、1400 ℃)对高铝砖冲蚀磨损行为的影响.结果表明:冲蚀粒子大小对高铝砖的冲蚀磨损作用影响显著.高铝砖冲蚀率随温度升高逐渐减小,1200 ℃时达到最小,为10 mg/g.1000 ℃和室温下样品表现出脆性材料冲蚀特征.1200 ℃高温下样品的塑性和韧性提高,大大削弱了冲蚀粒子的动能,且骨料与基质的结合强度提高,使得抗冲蚀能力得到增强.     

运用塑性指数进行密封材料的摩擦学设计

目的摩擦副的选配是一个十分复杂的问题,目前还没有一个通用的规范。机械端面密封材料副也是一个典型的摩擦副,其选择与所要密封的介质有关,密封材料副涉及高硬度材料(如硬质合金)及软质材料(如浸渍石墨、浸渍巴氏合金等)。材料选择范围大,材料性能差异也大,其内在本质并不清楚。旨在提出一种方法,为摩擦副材料的选择与表面设计提供依据。方法分析了G-W模型塑性指数的局限性,考虑了摩擦副硬度的匹配性,并以一对摩擦副系统的有效硬度代替G-W模型塑性指数中较软配副材料的硬度。同时采用因存在摩擦力导致真实接触面积增大的修正粘着理论对G-W模型塑性指数进行了修正,以期能够适应摩擦等复杂接触工况,并引入摩擦系数。结果塑性指数的区分度增大,反映了摩擦副的硬度匹配性,同时体现了与磨损率的相关性。结论对非超硬材料配副,系统的塑性指数越大,磨损率也越大。     

Double glow plasma carburization on zirconium to improve surface hardness and wear resistance

Though some important progress in the excellent mechanical properties of zirconium alloys have been reported,their high surface hardness and good wear properties need to be explored further.In this work,a carburized layer was formed on the surface of commercially pure zirconium by a double glow plasma hydrogen-free carburizing technique.Commercial high-purity graphite was used as the carbon source material.X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectroscopy(EDS),Vickers hardness test,friction and wear test were used to characterize the samples carburized.The carburized layer could be clearly observed under a microscope.XRD patterns indicate that the zirconium carbide phase is formed in the carburized layer.The surface hardness of the sample increases significantly after carburization.Friction and wear tests results show that wear resistance and friction coefficient of zirconium are improved considerably after carburization.Surface plastic deformation is arrested to a low extent in contrast with pure zirconium because of the presence of ZrC phases during the wear test.The results may provide new insight into methods for surface strengthening of zirconium alloys.     

Effect of graphite particle size on wear property of graphite and Al_2O_3 reinforced AZ91D-0.8%Ce composites

The graphite particles and Al_2O_3 short fibers reinforced AZ91D-0.8%Ce composites were fabricated by squeeze-infiltration technique.The researches about the effects of different graphite particle sizes on the microstructure and wear property of the composites were performed under the condition of constant contents of graphite particles and Al_2O_3 short fibers.The results reveal that the grain size of the composites changes less when the graphite particle size descends.Moreover,Ce enriches around the gr...