PTFE微粉改性聚醚醚酮摩擦磨损性能及应用研究

采用常温机械共混、高温模压的方法,制备了不同质量分数聚四氟乙烯(PTFE)微粉和碳纤维改性的聚醚醚酮(PEEK)复合材料,对其压缩强度、摩擦磨损性能进行了研究,并分析了其磨损后的表面形貌。结果表明:随着PTFE微粉质量分数的增加,PEEK复合材料的压缩强度呈下降趋势,当PTFE微粉质量分数为40%时,其压缩强度下降至60 MPa。随着聚碳纤维质量分数的增加,PEEK复合材料的压缩强度呈上升趋势。随着PTFE微粉和碳纤维质量分数的增加,PEEK复合材料的干摩擦因数和磨痕宽度逐渐下降,当PTFE微粉质量分数为40%时,PEEK复合材料干摩擦因数下降至0.21,其干摩擦磨痕宽度略有上升。随着碳纤维质量分数的增加,PEEK复合材料在油润滑条件下摩擦因数和磨痕宽度较低并略有下降。PEEK复合材料在干摩擦条件下的磨损机制以磨粒磨损为主,伴有疲劳磨损;在油润滑时,摩擦面可形成稳定连续的润滑膜而保持光滑。PEEK复合材料具有较高的压缩强度,摩擦磨损性能良好,可以制作各种滑动轴承、密封圈等特种机械零部件。     

Ni-Fe-PTFE复合镀层的制备及表征

在低碳钢表面电沉积Ni-Fe-PTFE复合镀层。研究了PTFE的质量浓度对Ni-Fe-PTFE复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐蚀性及摩擦学性能的影响。结果表明:随着PTFE的质量浓度的增加,Ni-Fe-PTFE复合镀层的摩擦因数先减小后增大,自腐蚀电位先正移后向负移;当PTFE的质量浓度为9g/L时,Ni-Fe-PTFE复合镀层的摩擦因数最小,耐蚀性最好,显微硬度也最低。     

聚四氟乙烯改性聚酮摩擦磨损性能的研究

研究了不同聚四氟乙烯(PTFE)微粉质量分数改性聚酮(PK)的力学性能及摩擦磨损性能,并分析了其在不同润滑条件下的摩擦磨损机理。结果表明:填充PTFE微粉后PK的拉伸强度、压缩强度和邵氏硬度下降;在干摩擦条件下,随着PTFE微粉质量分数的增加,PK复合材料的摩擦因数和磨痕宽度呈下降趋势,当PTFE微粉质量分数为6%时,转移膜最连续,磨痕宽度最低,磨损过程以黏着磨损为主;在油润滑条件下,润滑油和PTFE微粉协同作用,PK复合材料的摩擦因数和磨痕宽度均较干摩擦时明显下降。     

化学复合镀Ni-P—PTFE的镀速及镀层摩擦学性能研究

在45#钢上化学镀Ni-P-PTFE复合镀层,其工艺流程主要包括化学机械抛光、碱性除油、活化、化学镀和干燥,研究了主盐和还原剂质量浓度、pH、温度以及PTFE体积分数对镀速的影响.观察了Ni-P-PTFE镀层的表面形貌,测试了镀层的摩擦性能.结果表明:当工艺条件为25 g/L硫酸镍、30 g/L次磷酸钠、10 mL/L PTFE.pH 4.6和温度(92±2)℃时,镀速最佳,镀层的摩擦因数在0.16～0.20之间,具有优良的耐磨性能.     

PTFE填充PI基复合材料摩擦学性能

以聚四氟乙烯(PTFE)为填料,聚酰亚胺(PI)为基体,通过机械冷压法制备了聚酰亚胺/聚四氟乙烯(PI/PTFE)自润滑复合材料。研究了PTFE在复合材料中质量分数对该材料和金属试件对磨时摩擦学性能的影响。结果表明:在一定质量范围内PTFE的加入对于提高复合材料耐磨性具有积极的促进作用。当PTFE质量分数为30%时,PI/PTFE复合材料磨损率最低。和纯PI相比,填充PTFE的复合材料耐磨性提高3个数量级。对试件磨损形貌的分析表明:在对偶面形成转移膜的连续性直接影响PI/PTFE复合材料的摩擦磨损行为。对应最佳摩擦学性能时形成的自润滑转移膜更加连续、光滑和完整。     

化学复合镀Ni–P–PTFE的镀速及镀层摩擦学性能研究

在45#钢上化学镀Ni–P–PTFE复合镀层,其工艺流程主要包括化学机械抛光、碱性除油、活化、化学镀和干燥。研究了主盐和还原剂质量浓度、pH、温度以及PTFE体积分数对镀速的影响。观察了Ni–P–PTFE镀层的表面形貌,测试了镀层的摩擦学性能。结果表明:当工艺条件为25 g/L硫酸镍、30 g/L次磷酸钠、10 mL/L PTFE、pH 4.6和温度(92±2)°C时,镀速最佳,镀层的摩擦因数在0.16~0.20之间,具有优良的耐磨性能。     

纳米Al2O3填充PTFE复合材料的制备及性能研究

通过机械搅拌和超声分散制备了纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。研究了Al2O3用量、表面改性等因素对复合材料密度、硬度、力学性能、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:当改性Al2O3的质量分数小于5%时,复合材料的拉伸强度、硬度要高于相同用量未改性Al2O3填充的复合材料;对改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了55倍和286倍,而对未改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了7倍和420倍;复合材料的密度与Al2O3的用量,表面是否经KH560改性关系不大;复合材料的摩擦因数随Al2O3用量的增加先减小后增大,对未改性Al2O3,当其质量分数为1%时,复合材料具有最低摩擦因数,而对于改性Al2O3,当其质量分数为3%时,复合材料具有最低摩擦因数。     

基于模具钢基体的Ni-Co合金镀层的性能研究

采用改进的瓦特型镀液,在模具钢(Cr12MoV钢)基体上电沉积Ni-Co合金镀层,并研究了电流密度对合金镀层的成分、表面形貌、硬度和耐磨性的影响。结果表明:随着电流密度的增大,Co的质量分数降低,合金镀层的表面形貌发生明显变化,其硬度先增大后减小,平均摩擦因数先降低后升高。当电流密度达到3A/dm~2时,合金镀层晶粒细化、组织致密,具有较高的硬度(4.57GPa)和良好的耐磨性(平均摩擦因数为0.3)。     

工艺参数对RE-Ni-Fe-P-PTFE复合镀层中PTFE含量的影响

在铜片上电沉积得到了RE–Ni–Fe–P–PTFE复合镀层,探讨了温度、pH、搅拌速率及电流密度对镀层中PTFE含量的影响。结果表明,在温度为55°C,pH为2~3,电流密度10A/dm2及中等强度搅拌的条件下,可获得PTFE质量分数7.6%的RE–Ni–Fe–P–PTFE复合镀层。随着镀层中PTFE含量的增大,镀层的摩擦因数不断降低,其润滑性得到提高。     

聚四氟乙烯/纳米氮化钛复合材料的摩擦磨损性能研究

利用摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对纳米氮化钛(TiN)填充聚四氟乙烯(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,探讨了磨损机理。结果表明,纳米TiN可以提高PTFE的硬度和耐磨性,当纳米TiN质量分数为7%时,PTFE纳米TiN复合材料的磨损量最小;随载荷的增大,PTFE/TiN复合材料的磨损量增加。PTFE纳米TiN复合材料的摩擦因数比纯PTFE小。     

钛合金Ni-P-PTFE-SiC复合镀工艺研究

在传统镀液中添加软质微粒PTFE和硬质微粒Si C,使两种微粒充分混合分散在镀液中,施镀时发生Ni-P-PTFESi C共沉积,在钛合金表面形成Ni-P-PTFE-Si C四元复合镀层。并与Ni-P镀层、Ni-P-PTFE复合镀层、Ni-P-Si C复合镀层进行了比对,分析了复合镀层微观形貌的变化情况及PTFE微粒和Si C微粒的加入对其摩擦磨损性能的影响。结果表明,Ni-PPTFE-Si C复合镀层具有较高的硬度和良好的耐磨减摩性能。     

PHB与纳米Cu对PTFE/GF复合材料摩擦学性能的影响

考察了聚苯酯(PHB)与纳米铜(Cu)协同改性对聚四氟乙烯/玻纤(PTFE/GF)复合材料摩擦磨损性能的影响,探讨了复合材料的磨损表面形貌及磨损机理.结果表明,当PHB质量分数为6％时,PTFE/GF/PHB复合材料的摩擦因数最低,达到0.175,但磨损率较大,为6.84×10-6mm3/(N·m).在此基础上,采用PHB与纳米Cu复合改性PTFE/GF复合材料,当纳米Cu质量分数为0.3％和PHB质量分数为6％时,复合材料的摩擦学性能最佳,摩擦因数为0.194,磨损率仅为1.60×10-6mm3/(N·m).纳米Cu的加入使复合材料的摩擦因数能较早达到平稳阶段.SEM分析表明,PTFE/GF复合材料表现为严重的磨粒磨损,磨损表面出现深且宽的犁沟;与PTFE/GF复合材料相比,PTFE/GF/PHB复合材料磨粒磨损得到极大改善,磨粒磨损程度大大减小;PTFE/GF/6％ PHB/0.3％纳米Cu复合材料的磨损面更加光滑平整,表现为极轻微的磨粒磨损,耐磨性最好.     

脉冲电沉积TiO_2/Zn纳米复合镀层的制备与性能

采用脉冲电沉积法,在紫铜基体上制备了TiO2/Zn纳米复合镀层.考察了脉冲电流密度对复合镀层中TiO2质量分数的影响,分析了复合镀层的力学性能和摩擦学性能.结果表明:当脉冲电流密度达到2.5 A/cm2时,纳米复合镀层中TiO2的质量分数最大;当复合镀层中的TiO2质量分数在1.8%～2.8%范围内变化时,随着TiO2质量分数的增加,镀层的显微硬度增大,摩擦因数减小,耐磨性增强.     

PPS／PTFE复合材料摩擦磨损性能研究

研究了聚苯硫醚（PPS）／聚四氟乙烯（PTFE）复合材料的摩擦因数、磨损体积、磨损后表面的微观形貌及损耗因子峰值、储能模量对摩擦因数的影响。结果表明，PTFE的加入显著改善了复合材料的摩擦学性能，摩擦因数由纯样的0．35降至复合材料的0．11。随着PTFE含量从5％（质量分数，下同）增至15％，复合材料的摩擦因数从0．26降至0．11；复合材料损耗因子峰值越大，摩擦因数越小；初始储能模量越大，摩擦因数越小。     

载荷对汽车活塞环表面Ni-W-SiC镀层摩擦性能的影响

以摩擦因数和摩擦失重量为指标,并参照磨损形貌,研究了载荷对表面镀有Ni-W-SiC镀层的汽车发动机活塞环的摩擦性能的影响。结果表明:随着载荷的增大,摩擦因数降低,而摩擦失重量升高。当载荷为5N时,稳定时摩擦因数约为0.43,摩擦失重量约为1.83 mg;当载荷增至10N和20N时,稳定时摩擦因数分别为0.37和0.32,摩擦失重量分别为2.14mg和2.37mg。载荷变化未影响活塞环表面Ni-W-SiC镀层的摩擦机制。     

二硫化钼改性PTFE摩擦磨损性能

干燥过筛聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS_2),模压烧结制备MoS_2/PTFE复合材料,研究其摩擦磨损情况。结果表明,MoS_2填充质量分数为0、5%、10%、15%、20%时,复合材料的摩擦因数随转速的增大而增大;在20、40、60、80 r/min转速下,复合材料摩擦因数随MoS_2填充质量分数的增加而增大,当填充量为20%时,各转速下的摩擦因数均达到最大值。填充MoS_2显著降低复合材料体积磨损率,体积磨损率随MoS_2填充质量分数的增加而减小。摩擦过程中,铝合金摩擦面并没有发生擦伤,试样被铝合金硬质微凸体挤压、犁削,MoS_2/PTFE复合材料的磨损机理为磨粒磨损。     

成分构成对复合自润滑材料摩擦学性能的影响

在MPX-2000摩擦磨损试验机上,用环盘式摩擦副测量了不同成分的金属塑料复合自润滑材料与45#钢在干摩擦条件下的摩擦磨损特性.结果表明:在载荷为200 N,滑动速度为200 r/min时,摩擦因数随聚四氟乙烯(PT-FE)用量的增加而减小,当PTFE体积分数超过20%时,摩擦因数下降趋缓;金属塑料复合自润滑材料的磨损率,随PTFE用量的增加.先减小后增加;当PTFE在PEEK/PTFE共混物中的体积分数为10%～20%时,摩擦学性能最佳.     

机械泵旋片基材表面化学镀Ni-P/PTFE复合镀层

在机械泵旋片用45Mn钢板表面制备了化学镀Ni-P/PTFE复合镀层,并研究了PTFE的质量浓度对化学镀Ni-P/PTFE复合镀层的沉积速率、耐磨性、耐蚀性及表面形貌的影响。结果表明:适当增加PTFE的质量浓度,有利于加快沉积速率,提高化学镀Ni-P/PTFE复合镀层的耐磨性和耐蚀性。化学镀Ni-P/PTFE复合镀层表面呈胞状形貌,PTFE均匀分布在表面。当PTFE的质量浓度为8 g/L时,化学镀Ni-P/PTFE复合镀层具有最佳的耐磨性和耐蚀性。     

硅灰石与石墨对聚四氟乙烯摩擦磨损性能的影响

以针状的硅灰石和鳞片石墨为填料,采用冷压—烧结工艺制备了不同填料含量的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料,考察了复合材料的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜对磨痕和转移膜进行了分析。结果表明,单独填充硅灰石和石墨时,PTFE的磨损率都会随填料含量的增加而降低,硅灰石的作用要强于石墨;但硅灰石会使PTFE的摩擦因数明显增大,而石墨会使PTFE的摩擦因数降低;2种填料提升PTFE耐磨性的作用机理不同,硅灰石在摩擦过程中会在滑动界面区域上逐渐堆积,起到优先承担载荷的作用;而石墨在摩擦过程中会发生片层的滑移与剥离,有助于转移膜的形成;适量的硅灰石（含量为20 %,质量分数,下同）与石墨（含量为5 %或10 %）复合填充能产生协同效应,使PTFE的磨损率进一步降低,耐磨性比未填充的PTFE提高200倍。     

纳米SiC及其与石墨、二硫化钼填充PTFE基复合材料摩擦磨损性能研究

用摩擦磨损试验机对纳米碳化硅（SiC）及其与石墨、二硫化钼（MoS2）混合填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与45#钢对磨时摩擦磨损性能进行了研究,用洛氏硬度计对PTFE及其复合材料的硬度进行了测量,用扫描电子显微镜对PTFE复合材料磨损表面进行了观察。结果表明,纳米SiC的加入能提高PTFE复合材料的硬度和耐磨性,纳米SiC与MoS2混合填充会使PTFE复合材料的耐磨性提高更多,特别是在载荷增大时其耐磨效果更好。纳米SiC填充PTFE复合材料的摩擦因数比纯PTFE大,且随载荷增加有所减小, MoS2、石墨的加入可降低PTFE的摩擦因数。