复合填充改性聚酰亚胺润滑材料的摩擦学性能研究

采用M-2000 型摩擦磨损试验机考察纳米碳酸钙和石墨复合填充聚酰亚胺(PI) 润滑材料在不同速度和载荷下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析PI 材料及其对偶件磨损表面形貌。结果表明,单独填充纳米CaCO3时,聚酰亚胺摩擦因数轻微减小,体积磨损率显著增大,而单独填充石墨后,聚酰亚胺摩擦学性能有显著的改善;纳米CaCO3和石墨复合填充后,二者存在协同效应,减摩抗磨能力显著提高;PI材料的摩擦学性能与对偶钢环表面转移膜的性质紧密相关,纳米CaCO3能显著增强转移膜与对偶件的结合强度。     

滑动干摩擦的热机理浅析

分析了在高速滑动干摩擦过程中热的产生和扩散机理、摩擦温度的测定与分析，讨论了摩擦热效应对配副材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：在摩擦过程中，摩擦热的形成是显著的；由粗糙表面产生的摩擦热作用在粗糙表面进而影响粗糙表面的形貌；摩擦热是影响摩擦副摩擦性能变化的主要因素；在研制摩擦材料时应充分考虑配副材料的耐热性与散热性等物性，进行优化选材。     

SiCp增强铝基复合材料与Kevlar增强摩擦材料摩擦副摩擦磨损机理研究

采用盘销式摩擦磨损试验机，对SiCp含量为20vol％的铝基复合材料和Kevlar增强摩擦材料组成的摩擦副在于摩擦条件下的摩擦磨损机理进行了实验研究。结果表明：摩擦副在跑合过程中，铝基复合材料中的SiCp颗粒对较软的有机复合材料产生犁削和微观切削效应，磨损机理为铝基复合材料的硬质颗粒对较软的有机复合材料的磨粒磨损；在跑合后的磨损试验中，摩擦材料磨损表面呈现出粘着磨损和塑性变形特征，随着转动速度的增加，塑性流动加剧；摩擦副接触表面发生材料的相互转移，并在铝基复合材料表面形成转移膜，且在较高速度下转移膜更易形成；在高速条件下，摩擦材料表面可见从铝基复合材料的铝合金基体中脱离的SiCp颗粒和熔融迹象；摩擦材料的磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和塑性变形。     

纳米颗粒增强铜基摩擦材料的摩擦学性能

基于粉末冶金法分别制备了纳米氮化铝和纳米石墨增强铜基摩擦材料,研究了纳米颗粒对铜基摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能的影响规律.采用扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构和磨损形貌,并利用惯性摩擦磨损试验机考核其摩擦学性能.实验结果表明:与未添加纳米颗粒的摩擦材料相比,添加纳米氮化铝和纳米石墨的摩擦材料的摩擦因数高而稳定,且随接合次数增加无明显衰退现象;耐磨性能分别提高了25％和11％;耐热性能分别提高了18％和25％.未添加纳米颗粒的摩擦材料的磨损机制主要为犁沟式磨料磨损,纳米氮化铝和纳米石墨能减少摩擦材料的磨料磨损,从而增强了摩擦材料的耐磨性.实验结果显示,纳米氮化铝和纳米石墨可显著提高铜基摩擦材料的摩擦学性能.     

凹凸棒土改性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备凹凸棒土/聚酰亚胺纳米复合材料,考察纳米复合材料的力学性能及在干摩擦、水润滑和油润滑3种情况下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:凹凸棒土质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度最好,随着纳米颗粒含量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率明显下降,而弹性模量一直呈现上升趋势;在干摩擦条件下,低含量的纳米颗粒有助于转移膜的形成,可以有效改善材料的摩擦性能;在水润滑下,由于水的溶胀和冷却作用,摩擦因数较干摩擦降低了一个数量级;在油润滑下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦表面,材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,相比于干摩擦和水润滑的磨粒磨损,此时磨损机制以疲劳磨损为主。     

纳米TiO 2填充酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损机制

考察纳米TiO 2填充酚醛树脂基摩擦材料在不同载荷和温度下的摩擦磨损性能,采用电子显微镜分析摩擦表面的微观形貌,采用粗糙度仪考察摩擦表面的粗糙度.结果表明:与添加微米TiO 2的摩擦材料相比,添加纳米TiO后,摩擦材料的韧性提高了22%,摩擦因数更加平稳;在300和350℃高温下磨损率分别降低了32%和22%,且摩擦材料磨损表面更致密平整.     

纳米氧化锌填充丁腈橡胶摩擦磨损机制研究

利用机械共混与热模压工艺制备四针氧化锌与纳米氧化锌填充丁腈橡胶(NBR),采用硫化仪和硬度仪分析2种氧化锌填充NBR材料的特性,采用CFT-I型多功能表面综合测试仪研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,采用三维形貌仪、SEM/EDS联用对磨损后橡胶表面进行分析,探讨氧化锌在NBR中的摩擦磨损机制。结果表明:与四针氧化锌相比,添加纳米氧化锌可使胶料的焦烧时间与正硫化时间缩短,且可使胶料密度和硬度增大;添加纳米氧化锌的胶料表现出优异的耐摩擦磨损性能,与添加四针氧化锌的胶料相比,其磨损量减少了45.8%,平均摩擦因数降低了2.4%;摩擦过程中纳米氧化锌磨屑堆积能够抵抗外界载荷压入胶料表面,致使摩擦因数存在骤然减小现象;含纳米氧化锌胶料磨损机制为磨料磨损与轻微的黏着磨损,而含四针氧化锌胶料的磨损机制为严重的磨粒磨损与黏着磨损。磨损表面元素分析表明,纳米氧化锌在胶料中Zn元素分布得更为均匀,在摩擦过程形成了致密摩擦膜。     

B_4C含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为了提高和稳定铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦因数和耐磨性,以B_4C为摩擦组元,采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料,研究B_4C的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:随着B_4C质量分数增加,铜基摩擦材料的密度降低,硬度增加;B_4C颗粒能提高铜基摩擦材料的摩擦因数,同时随着B_4C质量分数的增加,铜基摩擦材料的磨损量先减小后增大,B_4C质量分数为6%时材料的耐磨性能最好;B_4C颗粒的强化作用提高材料的变形抗力,烧结材料的硬度得到明显提高;B_4C颗粒在摩擦过程中起到抵抗对磨偶件的表面犁削作用,提高了材料的耐磨性。     

制动摩擦材料中的钢纤维摩擦磨损特性分析

通过模拟汽车制动过程,针对半金属摩擦材料中的钢纤维的摩擦磨损特性进行了研究.研究表明:钢纤维的磨损主要以氧化磨损、粘着磨损和磨料磨损为主.通过对参与摩擦的钢纤维表面以及部分磨屑形貌特征和表面成分的分析表明:表面Fe(钢纤维)很容易被氧化.在摩擦力和摩擦热的反复作用下,氧化层的厚度增大,强度降低,硬而脆的氧化铁易脱落并呈鳞片状.摩擦表面存在着大量的微粉再加上润滑材料的涂抹,以及摩擦高温形成的氧化层都影响了钢纤维与金属盘表面粘着的产生.同时,在接触表面存在的大量微粉颗粒包括氧化铁和部分硬的磨料,很容易在钢纤维表面产生磨料磨损.     

纳米流体与微织构耦合作用对刀具材料摩擦磨损性能的影响研究

合理的表面织构可有效改善摩擦副界面间的摩擦状态。为研究纳米流体与表面微织构耦合作用对硬质合金刀具材料摩擦性能的影响,采用“两步法”将纳米Fe3O4颗粒添加到水基切削液基础液,制备出质量分数为0.5%的Fe3O4纳米流体,并利用激光微加工技术在光滑的YG6X硬质合金样件表面制备出不同尺寸参数的沟槽型与凹坑型表面微织构。分析纳米流体与表面微织构耦合作用下硬质合金样件的摩擦磨损性能,整理摩擦系数、样件表面磨损形貌、磨球磨损率等数据发现,纳米流体能够有效改善基础液的润滑性能,在一定尺寸形状的织构样件相互作用下表现出优异的抗磨减摩性能,并且揭示了相应的减摩抗磨机理。     

半金属基粉末摩擦片摩擦磨损性能研究

在不同工况下研究半金属基粉末摩擦片与淬火45#钢配副时,载荷和转速对其摩擦磨损性能的影响,并分析其磨损机制。结果表明,在油润滑和水润滑下,半金属基摩擦片高速下的磨损量要明显低于低速下的磨损量,而干摩擦下其高载高速下的磨损要高于高载低速时的磨损量。油润滑下随载荷的增大,半金属基摩擦片的摩擦因数逐渐升高;水润滑下随载荷的增大,高速时摩擦因数先增大后减小,低速时则逐渐降低;干摩擦下随载荷的增大,高速时摩擦因数呈现出先升高后降低再升高的趋势,低速时则先升高后降低。干摩擦时摩擦面十分粗糙,有比较明显的沟状磨痕和硬质颗粒脱落后残留的凹坑;而水润滑和油润滑时摩擦面较为光滑。     

钢纤维和氧化铁粉含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响

半金属摩擦材料中的钢纤维、氧化铁粉是重要的增强组分和调节剂。研究钢纤维含量和氧化铁粉含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响,以获得较佳的配比。研究结果表明:随钢纤维含量增加,摩擦因数增加,且摩擦因数的稳定性和抗热衰退能力提高;但随钢纤维含量的增加,磨损率也随之增加;当钢纤维质量分数为20%时,摩擦材料的摩擦因数较平稳,350℃时几乎没有明显的热衰退,磨损率也较低。氧化铁粉的含量对摩擦因数影响不大,但可改善摩擦材料的自润滑性和抗高温热衰退性;但过多的氧化铁粉含量,导致磨损率增大,特别是高温时更为明显,从摩擦因数的稳定性与磨损率两方面综合考虑,氧化铁粉质量分数为5%时摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能。     

The Role of Transfer Layers on Friction Characteristics in the Sliding Interface between Friction Materials against Gray Iron Brake Disks

The effect of transfer layer formation on friction performance was studied using a brake friction material containing 15 ingredients. Based on a base formulation, 13 friction material specimens containing different relative amounts of ingredients were produced and they were tested on gray iron disks using a small-scale friction tester. A non-destructive four-point probe technique to measure electrical resistance of the thin film was used to estimate the transfer layer thickness. Results showed that the transfer layer formation was highly dependent on the relative amount of ingredients in the friction material and temperature. Among various ingredients, solid lubricants and iron powders increased the transfer layer thickness but no apparent correlation between transfer layer thickness and the coefficient of friction was found. Strong influence from individual ingredients was observed, dominating the friction characteristics during sliding. On the other hand, the thick transfer layers on the disk surface tended to reduce the friction material wear and the amplitude of the friction coefficient oscillation during sliding.     

用正交设计优化半金属摩擦材料的配方

介绍了半金属摩擦材料的组成,用二水平七因素的正交设计对半金属摩擦材料的配方进行优化设计。通过对试验结果和极差值的分析,得出了各组分对摩擦系数和磨损率影响的重要次序,为优化配方、提高材料质量、调整摩擦系数提供了依据。经综合评分,推荐出较好的配方组合：13．9％腰果壳油改性树脂,32．4％钢纤维,7．4％海泡石纤维,11．1％石墨,2．8％二硫化钼,13．9％碳化硅,5．6％高岭土,7．4％硫酸钡,2．8％氧化镁,1．8％氧化铁,0．9％轮胎粉。     

搅拌摩擦焊接头摩擦磨损性能研究

在MM-200型摩擦磨损试验机上分别试验了LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头焊缝区和母材的摩擦磨损性能。通过测定失重量和摩擦力矩的波动情况,得出了在不同的工艺参数条件下试样的抗磨损性和摩擦因数的变化规律。实验结果表明：搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于母材,当正压力从50N增加到106N时,母材的失重量增加近6倍,母材的失重量在同等垂直载荷的情况下是焊缝的10-20倍。实验还表明搅拌摩擦焊接接头的摩擦力矩较小并且波动平缓。搅拌摩擦焊接头区域的磨损机制从磨粒磨损方式转变为疲劳磨损方式。     

球墨铸铁摩擦副激光熔覆处理层摩擦磨损研究

采用激光熔覆技术在球墨铸铁表面制备了原位析出颗粒增强金属基复合材料表层.以激光强化的球墨铸铁为上试样、灰铸铁为下试样,进行了标准的SRV快速磨损试验.结果表明:熔覆层致密,冶金结合良好,与灰铸铁配副,磨损深度分别为0.84μm、1.79μm,摩擦系数在0.065-0.078内变化,摩擦系数随摩擦时间的增加呈逐渐降低的趋...     

离合器摩擦副表面温度对摩擦因数的影响

通过对某型离合器摩擦副的摩擦学小样试验,研究了离合器在结合的滑动摩擦过程中,摩擦面温度对离合器摩擦材料摩擦因数的影响.采用扫描电子显微镜(SEM),分析了样件的摩擦表面形貌,探讨了产生影响的机制,并从摩擦因数角度探讨了微车离合器起步发抖和烧蚀的主要原因.微车离合器摩擦材料摩擦因数随着摩擦面温度先升高,然后趋于稳定,最后再降低,其稳定工作的温度区间为130～220℃;在摩擦面温度较低的工况下,摩擦因数较低,微车起步时,离合器传递的扭矩不足以克服道路阻力,引起微车起步发抖的现象;而在摩擦面温度过高的工况下,离合过程中,摩擦因数较低,传递扭矩效率低,导致离合器滑磨时间过长,引起烧蚀现象.     

KH-550改性钢纤维对半金属摩擦材料摩擦学性能的影响

为使半金属摩擦材料中的钢纤维组分能与基体树脂更好地融合,使用硅烷偶联剂对钢纤维组分进行表面改性,用WGH-30/6红外分光仪研究不同改性方法的改性效果,按照GB5763-98在XD-MSM定速式摩擦试验机上考察不同改性钢纤维制备的半金属摩擦材料的摩擦磨损性能,并分析摩擦磨损机制。结果表明:半金属摩擦材料中的钢纤维经过硅烷偶联剂KH-550表面改性处理后,平均摩擦因数上升10%且比较稳定,平均磨损率下降30%,在高温350℃时,磨损率下降了约47%。     

SACF纤维改性半金属摩擦材料的力学及摩擦学性能研究

通过热压的方法制备出3种不同含量萨凯夫纤维(SACF)的半金属摩擦材料,通过压缩、冲击和摩擦磨损实验,分析了不同SACF纤维含量对制备的摩擦材料的机械和摩擦学性能的影响.结果表明:含质量分数10%SACF的半金属摩擦材料具有高的力学性能、稳定的高温摩擦因数和最低的磨损率;含5%SACF的半金属摩擦材料的磨损机制主要表现为磨粒磨损,而含10%SACF的半金属摩擦材料则以疲劳磨损为主.     

汽车摩擦材料摩擦磨损性能试验的现状与发展

汽车摩擦材料的摩擦磨损性能直接影响车辆行驶的安全性、舒适性和耐久性。工况条件是影响摩擦磨损性能的重要因素。摩擦磨损性能的试验结果将为摩擦材料的配方设计、制造工艺的调整提供依据。因此试验工况的模拟性及测试评价方法的选择显得至关重要。介绍了汽车摩擦材料摩擦磨损性能试验的类型、方法、使用范围及应用现状,对现有不同的试验进行了比较,并对其发展趋势加以总结。