Al2O3-40%TiO2涂层/锡青铜的摩擦磨损性能研究

在室温下对Al2O3-40%TiO2涂层与锡青铜摩擦副进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验。使用SEM分析了磨损表面形貌特性;同时采用EDAX进行了磨损微观区域的成分分析。结果表明:在FD-7主轴润滑油的条件下,A l2O3-40%TiO2涂层与锡青铜之间发生了明显的涂抹和擦伤现象,涂层摩擦磨损性能优异。     

润滑条件对Al2O3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45#钢摩擦副的摩擦系数与45#钢/45#钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20#机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45#钢的摩擦系数均比45#钢自配副时的低,在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

Al2O3-20%TiO2涂层与Al2O3-40%TiO2涂层磨损性能的对比研究

主要对比分析了Al2O3-20%TiO2涂层和Al2O3-40%TiO2涂层与浸树脂石墨进行干滑动摩擦时的磨损性能.实验表明:Al2O3-20%TiO2涂层与Al2O3-40%TiO2涂层的磨损率都随摩擦时间的增大呈先降低后增大的趋势;在相同实验条件下,Al2O3-20%TiO2涂层的耐磨性能要优于Al2O3-40%TiO2涂层材料,且摩擦过程中的主要磨损机理为:粘着磨损和脆性断裂.     

润滑条件对Al_2O_3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45＃钢摩擦副的摩擦系数与45＃钢/45＃钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20＃机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45＃钢的摩擦系数均比45＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

Al2O3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能分析

利用M-200型摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对粉状Al2O3纤维填充PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响，采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理。结果表明：Al2O3纤维填料可提高PTFE的硬度，从而可提高PTFE的耐磨性，但复合材料中Al2O3含量较高时会导致磨粒磨损，且AL2O3含量越高相应的磨粒磨损越严重。在本试验条件下，当Al2O3的质量分数为20%左右时，PTFE复合材料的耐磨性最佳；PTFE复合材料同钢对磨时的摩擦系数比纯PTFE大，且随Al2O3含量的增加而增大。     

水润滑条件下等离子陶瓷涂层的磨损机理研究

针对纯水液压柱塞泵工况，研究了滴水润滑条件下五种等离子陶瓷涂层和整体烧结氧化铝配对的摩擦磨损情况，考察了摩擦系数和试环的磨损量随时间的变化规律，利用SEM、X射线能量色散谱仪等设备观察和分析了磨损表面的形貌和化学元素组成。     

Al2O3、六方BN纳米润滑油的摩擦学性能试验研究

用添加Al2O3以及六方BN纳米颗粒的润滑油对机车发动机易磨损零部件材质制成的摩擦副试样进行摩擦磨损实验,结果表明添加了纳米颗粒的润滑油改善了摩擦副的润滑效果,提高了油膜承载力,降低了摩擦因数。六方BN润滑效果随添加量的增加而增强,中等载荷时质量分数为0.5%的纳米颗粒对3种摩擦副作用相近。Al2O3对硬-软金属配合的摩擦副作用效果强于对硬-硬金属配合的摩擦副,添加量不宜过高。     

润滑条件对黄豆/不锈钢摩擦副摩擦学行为的影响

食品机械加工中的摩擦磨损直接影响着食品安全问题。选用黄豆与316L不锈钢进行配副,采用滑动摩擦磨损试验机,研究干摩擦和水润滑条件对其摩擦学性能的影响。利用光学显微镜、光学三维形貌仪和红外光谱仪对试样的表面形貌、粗糙度和磨损表面成分进行了分析。结果表明：干摩擦条件下,黄豆/316L不锈钢摩擦副的平均摩擦因数波动较小,约为0.24,水润滑条件下其平均摩擦因数达到干摩擦条件下的4.4倍左右,且在摩擦过程中存在反复波动;与干摩擦相比,水润滑条件下不锈钢试样表面的磨痕宽度提高约10%,而黄豆试样表面的磨痕宽度的增加幅度约高达160%;水润滑摩擦过程中不锈钢磨痕表面产生更多黄豆分解的有机物,其磨痕表面的犁沟数量和深度均显著减少,黄豆试样磨痕表面基本没有犁沟;干摩擦条件下黄豆/不锈钢的磨损机制以磨粒磨损为主,而水润滑条件下,黏着磨损显著增加。     

纳米Al2O3对聚四氟乙烯工程材料性能的影响

用压制和烧结的方法，制备了纳米Al2O3和聚四氟乙烯（PTFE）的复合材料。研究了纳米Al2O3粒子对PTFE的摩擦、磨损、硬度、耐冲击强度等性能的影响。结果表明：纳米Al2O3粒子不仅显著地提高了PTFE耐磨性，而且降低了PTFE的摩擦系数，同时使PTFE的硬度增大。对作用机理进行分析和探讨，提出了“纳米粒子在摩擦磨损表面产生富积及重新嵌入“的观点，为材料的改性研究提供参考。     

溅射沉积MoS_2/Sb_2O_3复合润滑膜的摩擦磨损过程与失效分析

采用UMT-2型球-盘摩擦磨损试验机研究溅射沉积MoS2/Sb2O3复合固体润滑膜的滑动摩擦磨损寿命,采用显微镜分析球-盘摩擦副在不同磨损阶段的磨损形貌与磨损状况,并对磨痕位置S、Mo元素进行XPS分析。结果表明:在摩擦磨损寿命试验过程中,摩擦副的接触方式最开始的点接触逐步过渡到面接触;MoS2固体润滑膜对滑动摩擦副的延寿作用是基底材料表面的有效厚度润滑膜及MoS2对摩擦偶件(钢球)的转移;机械磨损的剪切剥离效应是润滑失效的主要原因,MoS2的氧化在一定程度上加剧了润滑失效的进程。     

高水基液压阀陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO2与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料（ZrO2、Al2O3、Si3N4和SiC）分别与ZrO2配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明：在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al2O3陶瓷的摩擦因数最小;ZrO2、Al2O3和Si3N4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al2O3/ZrO2陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al2O3与ZrO2陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最低值,更适合作为高水基乳化液液压阀的摩擦副材料。     

等离子喷涂陶瓷水压元件磨损特性的试验研究

一般金属材料不能满足水压传动元件的耐蚀耐磨要求 ,在不锈钢表面通过等离子喷涂工程陶瓷可以使摩擦副元件同时具有金属的韧性和陶瓷的耐磨性。在自制的柱塞滑靴副摩擦磨损试验台上 ,对表面分别喷涂 AL2 O3·13% Ti O2 、Cr2 O3· 5 Si O2 · 3Ti O2 、AL2 O3· 4 0 % Ti O2 、Zr O2 · Mg O的斜盘与工程塑料配对做了磨损试验 ,表明Cr2 O3· 5 Si O2 · 3Ti O2 、Zr O2 · Mg O具有较好的摩擦磨损特性。     

微米氧化铝/尼龙复合材料在不同条件下的滚滑摩擦磨损行为研究

以微米氧化铝(Al2O3)为增强剂,尼龙1010为基体,进行氧化铝/尼龙复合材料在干摩擦和水润滑条件下的滚滑动摩擦磨损实验。通过实验发现,水能降低氧化铝/尼龙复合材料的摩擦因数,但增大了磨损量。水润滑时,尼龙1010材料的摩擦因数为0.09,为干摩擦时的45%;氧化铝/尼龙复合材料的平均摩擦因数为0.1195,比尼龙增加了24.7%,是干摩擦时的42%。水润滑时尼龙1010的磨损量为干摩擦时的2.5倍,复合材料平均磨损量为干摩擦时2.8倍。     

The Tribological Behaviors of Different Mass Ratio Al2O3-TiO2 Coatings in Water Lubrication Sliding against Si3N4

The tribopairs of water hydraulic plunger pumps are usually operated under severe conditions, due to the poor lubrication of water and silt suspended in natural water. It is essential to identify the desired engineering materials and material combinations for designing water pumps. As the candidate materials of tribopairs, the tribological characteristics of different Al₂O₃-TiO₂ coatings combined with Si₃N₄ ceramics under silt-laden water and tap water lubrication were investigated. The Al₂O₃-TiO₂ coatings with different weight percentages of TiO₂ in a wide range from 3 to 100% were tested. The tribological characteristics of the various couple pairs were researched using a ring-on-ring test rig. The microstructures of the contact surfaces were analyzed with a scanning electron microscope before and after the test to study the wear mechanism. The experimental results indicate that the friction coefficient of the Al₂O₃-TiO₂/Si₃N₄ tribopairs increases with an increase in the percentage of TiO₂ content in the Al₂O₃-TiO₂ coating. However, the TiO₂ content does not present a clear relationship with the wear rate. Considering the friction and wear properties, Al₂O₃-13%TiO₂ is the preferred coating to use in water hydraulic pumps when sliding against Si₃N₄.     

Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具切削过程中的减摩机理

在Al2O3/TiC陶瓷刀具基体内加入固体润滑剂CaF2来改善其摩擦学特性,制备出Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具.以该陶瓷刀具对45钢进行干切削试验,结果表明添加固体润滑剂的Al2O3/TiC/CaF2自润滑刀具的摩擦因数比未添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷刀具显著降低,表现出了良好的减摩效果.在切削过程中,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具中的固体润滑剂由于受到摩擦和挤压作用而析出,能在刀具前刀面上形成润滑膜,可阻止刀-屑间的粘着,显著降低前刀面与切屑间的平均摩擦因数.对自润滑陶瓷刀具切削后磨损表面显微分析表明,前刀面在切削过程中形成了自润滑膜的生成、破损、脱落和再生的循环过程.因此,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具在其整个生命周期内始终具有润滑效果.     

陶瓷与灰铸铁在水润滑条件下滑动摩擦学特性的研究

在Ｍ－２００环一块磨损试验机上研究了蒸馏水润滑条件下Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３陶瓷与灰铸铁（ＨＴ）配副时的滑动摩擦磨损特性，并与这两种陶瓷和０．８％Ｃ钢（Ｔ８）配副相对比；在扫描电镜（ＳＥＭ）下对磨损后的试样表面进行了形貌观察和能谱分析。结果表明：Ｓｉ３Ｎ４／ＨＴ的摩擦系数最小，而且Ｓｉ３Ｎ４与ＨＴ的磨损率均比Ｓｉ３Ｎ４与Ｔ８配副时低得多，其原因是由于在灰铸铁表面形成了一层含石墨的氧化膜；Ａｌ２Ｏ３／ＨＴ与Ａｌ２Ｏ３／Ｔ８的摩擦系数差别不大，但灰铸铁的磨损体积小于Ｔ８。这是由于当Ａｌ２Ｏ３与ＨＴ配副时，很难在ＨＴ表面形成含石墨的表面膜，但ＨＴ中的石墨膜减轻了Ｆｅ向Ａｌ２Ｏ３表面的转移从而降低了磨损。     

Improving the performance of a proportional 4/3 water–hydraulic valve by using a diamond-like-carbon coating

Today, there are several water–hydraulic, power-control systems already available on the market. Their components are usually made of stainless steel, which ensures satisfactory performance under mild, conventional operating conditions. However, for more demanding operating conditions and long-term, low-friction and low-wear performance, they do not provide the required performance. One of the possible ways to improve the performance of stainless-steel components in water–hydraulic systems is to coat them with diamond-like carbon (DLC), since this material is well known for its excellent low-friction and low-wear characteristics and also provides very good performance under water-lubrication conditions. In this study, real-scale lifetime tests with 2.3 million cycles were performed on a hydraulic test rig with a proportional 4/3 directional control water–hydraulic valve. Two types of contacts in the valve were tested: the steel-spool/steel-sleeve and the DLC-spool/steel-sleeve. The wear behaviour of the valve was evaluated with a scanning electron microscope (SEM) and internal leakage measurements. In the real-scale lifetime tests the wear and the damage on the DLC-coated spool were significantly lower than on the steel spool. Furthermore, in agreement with this, the internal leakage in the DLC-spool/steel-sleeve valve was almost constant throughout the tests, while in the steel-spool/steel-sleeve valve the leakage slowly, but steadily, increased. The steel/steel and DLC/steel contacts were also separately evaluated in pin-on-disc model tribological tests under water-lubricated conditions for a comparison and for a better understanding of the tribological mechanisms. In agreement with the real-scale tests, the DLC/steel contact showed improved friction and wear performance in comparison with the steel/steel contact.