SiC颗粒强化铜基粉末冶金摩擦材料的表面形貌特征及磨损机理

采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料,研究SiC含量对材料摩擦磨损性能的影响,探讨材料摩擦表面和亚表面的演变规律,揭示材料的摩擦磨损机理。结果表明:不含SiC材料的摩擦表面出现大量凹坑,磨损严重,磨损机理以黏着磨损为主;当SiC含量低于6%(质量分数)时,材料表面出现较多凹坑及浅犁沟,继续提高SiC含量,凹坑数量减少直至消失,材料表面犁沟的深度及宽度增加,表面及亚表面出现裂纹,材料主要磨损机理由黏着磨损和轻微犁削磨损向剥层磨损和严重犁削磨损转变。     

某电磁继电器失效分析及改进

摘 要:针对某继电器在使用过程中出现的线圈开路现象,分析了线圈开路的原因是由于引出线与漆包线之间虚焊.针对这一现象,提出了相应的耐振设计方法,并且正确的安装也可以预防继电器早期失效.     

非高斯高度分布函数构造的表面形貌的表征

目的 研究具有不同高度分布函数的表面形貌粗糙度参数的变化.方法 高度分布函数包含了表面形貌的高度信息,通过对其逆运算可重新构建表面形貌.通过统计表征不同高度分布函数所构建的表面形貌的高度类粗糙度参数,并对比分析它们之间的变化关系,从而确定用于准确描述表面形貌的基本高度类参数.结果 源于同一种非高斯型的分布函数构建出的表面形貌,部分表征表面形貌的高度类粗糙度参数会保持一致;而源于不同的非高斯型高度分布函数构建出的表面形貌,其部分高度类粗糙度参数(Ra、Rq、Rsk、Rku)会随高度分布函数形状的变化而发生规律性变化,由此提出了高度类参数简化选择的方式.结论 可根据需求选取适当的粗糙度参数来表征表面形貌.对于满足同一高度分布函数的表面形貌,可以通过测量与峰值(谷值)相关的参数(如Rp、Rv等)或高度位置信息相关的参数(如Rtm、R3y等),来表征区分不同的表面形貌.对于满足不同高度分布函数的表面形貌,可以通过测量由分布函数确定的参数(Ra、Rq、Rsk、Rku)来进行初步的表面表征区分,而后再按照需求进行多参数的测量.     

铁路铸钢导柱表面裂纹的产生机理及预防措施

针对铁路铸钢导柱表面存在的微裂纹缺陷,分析了裂纹产生的主要原因;通过采用复合脱氧剂降低残铝量,使用覆膜砂造型、砂型表面涂水基涂料消除渗硫和提高表面粗糙度,熔炼时添加萤石和钢包吹氩气净化钢液等改进工艺使导柱铸钢件表面裂纹缺陷降低到3％以内、铸件表面粗糙度达到Ra≤50.     

金刚石砂轮磨削铁氧体的表面粗糙度与形貌分析

本文研究了树脂结合剂金刚石砂轮磨削铁氧体材料时,磨削深度、工件进给速度对磨削表面粗糙度和材料去除方式的影响规律,以此探索提高铁氧体磨削表面质量的有效途径。采用单因素法设计试验方案对铁氧体进行磨削,测量表面粗糙度数据并对其进行方差分析,对铁氧体磨削表面形貌进行观察。结果表明：随着磨削深度、工件进给速度的增加,表面粗糙度值升高,同时表面塑性痕迹减少,脆性断裂痕迹增加,且磨削深度对表面粗糙度的影响要比工件进给速度的更显著,因此,制定磨削工艺时,考虑到粗磨为了提高效率,降低表面损伤,优化得到磨削工艺为磨削深度5μm,工件进给速度10 m/min;精磨为了获得较低的表面粗糙度,采用磨削深度5μm、工件进给速度为5 m/min,可以提高磨削表面延展性。     

钛合金抛光表面粗糙度与表面形貌研究

为了优化钛合金抛光工艺参数,采用中心复合响应曲面法,建立了抛光表面粗糙度的预测模型;采用方差分析方法,检验了预测模型以及各抛光参数的显著性,分析了各抛光参数对表面粗糙度及表面形貌的影响规律。结果表明:该预测模型可对抛光表面粗糙度进行有效的预测;页轮粒度、页轮线速度和进给速度对表面粗糙度影响极显著;表面粗糙度随页轮粒度、页轮线速度和进给速度的增大而减小;表面形貌整体均匀,存在一定的隆起和沟壑。     

火箭橇滑块摩擦磨损失效机理及形貌特征分析

目的为火箭橇滑块的表面磨损及其失效分析提供参考。方法选取火箭橇试验后的铜合金滑块为研究对象,采用电子显微镜、能谱仪、三维形貌仪和X射线衍射分析仪对摩擦磨损表面进行观察,并借助维氏硬度计和金相显微镜测试截面硬度及其组织结构变化。结果通过电子显微镜与能谱仪分析发现,试验后,滑块的表面存在沿摩擦方向的划痕、脱落颗粒、点蚀坑和粘着点,磨损形式有磨粒磨损和粘着磨损,对磨件上Fe等元素向滑块转移。由三维形貌分析可知,滑块表面出现很深的平行犁沟、撕裂状的表面、不规则裂纹和塑性堆积层。由X射线衍射分析可知,滑块表面形成了新的物相组织。通过维氏硬度计和金相显微镜分析滑块截面发现,由于加工硬化,沿表面至深度2.5 mm,硬度由129HV降低到95HV,降低约26%,且组织结构也随之发生变化。结论分析认为,干摩擦过程中火箭橇滑块表面聚集大量热能,导致温度沿截面呈明显梯度变化,因而引起组织结构随之变化,进而出现磨粒磨损和粘着磨损两种典型现象。加工硬化引起表面塑性降低,硬度沿截面方向呈梯度变化。     

碳纤维/树脂基复合材料铣削表面粗糙度及表面形貌研究

目的研究了CFRP材料铣削加工过程中,部分主要工艺对CFRP材料加工表面质量的影响规律,为工艺参数优化,提高此类零件的表面质量提供依据。方法设计了CFRP材料铣削中的切削参数、刀具结构、加工方法与加工表面粗糙度及表面形貌之间的单因素试验。通过单调改变一个切削参数而其余切削参数不变,得到了工件表面粗糙度和表面形貌随切削参数、刀具结构、加工方法的变化规律。结果当铣削速度增大时,工件的表面粗糙度变化不大,表面微坑缺陷的数量却有所增加,但变小、变浅。当进给速度增大时,工件表面粗糙度呈上升趋势,表面缺陷也随之增加。无涂层多齿刀具铣削后的工件表面粗糙度最大,其次是金刚石涂层多齿刀具铣削的工件,最小的是金刚石涂层交错齿刀具铣削的工件。多齿刀具加工后的表面有较多的微坑缺陷,但普遍深度较浅且面积较小。交错齿刀具对分层缺陷的抑制作用最明显,但在左旋和右旋刀齿交错处容易出现较严重的加工缺陷。与普通机械加工方法相比,超声振动加工方法得到的工件表面质量较好,可以有效减少表面微坑缺陷,改善CFRP铣削加工表面质量。结论 CFRP材料铣削加工时,为了获得较好的加工表面质量,切削参数应选用较高的切削速度和较低的进给速度,切削刀具宜选用多齿带涂层刀具。和普通机械加工方法相比,超声振动铣削加工方法更为有利于获得好的表面质量。     

金刚石线锯切割多晶硅表面形貌特征分析

采用自制的实验设备研究电镀金刚石线锯对硬脆材料多晶硅的锯切实验,使用日本VHX-1000C型超景深三维显微系统对多晶硅切片的表面形貌特征进行研究,分析了工件进给速度和预平衡力大小以及是否施加超声对锯切表面粗糙度的影响。研究结果表明:多晶硅切片表面主要由较长较深沟槽、较浅划痕、大量表面破碎及少量较大较深的凹坑构成。另外,随着工件进给速度的增大,硅片的表面粗糙度值变大;而预平衡力加大会使硅片表面粗糙度值变小;施加超声振动可以明显提高加工效率、减小硅片表面粗糙度值。     

铸造铅锭模材料的表面失效机理

为了提高铅锭模的服役寿命,采用模拟铅锭铸造实际工况的方法,对铸渗法制备的石英/灰铸铁基表面复合材料和灰铸铁基材进行了模拟试验.通过SEM、EDS等手段对试验后的试样微观形貌、元素组成进行了分析,重点讨论了试样表面层的失效机理.结果表明:复合材料的失效是由于其自身存在铸造缺陷,在复合层/基材、石英/基体的界面热应力作用下,裂纹萌生,同时,铅液、冷却水、空气的渗入促进裂纹的萌生与扩展；灰铸铁的失效是由于在应力和氧化的协同作用下,表面层内石墨尖端萌生裂纹,并逐渐扩展,造成表层剥落.因此,在铅锭模工况下,造成复合材料失效的因素更多,估计其使用寿命不及灰铸铁基材.这为铅锭模具材料的发展指明了新的方向.     

注射模失效分析与表面处理

延长注射模使用寿命一直是业界关注的话题。本文通过分析了注射模的失效机理和影响因素,阐述了模具表面强化处理技术方式,选择适当表面处理方式,对延长模具使用寿命有借鉴作用。     

失效分析与预防、表面工程和再制造工程

阐述了失效分析与表面工程和再制造工程的关系,指出失效分析是表面工程和再制造工程技术优化和工程实施的重要前提和基础;表面工程和再制造工程是实现失效预防的重要措施,是使表面分析技术实现生产力转化的重要途径.结合工程实例说明了失效分析在表面工程和再制造工程中的应用.同时指出,失效分析与表面工程和再制造工程相互促进,共同发展.     

硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理

目的 探究户外环境中导致硫醇改性超疏水铜表面失效的因素及其超疏水性失效的机制。方法 通过化学刻蚀法在铜表面构筑纳米结构，利用正十二硫醇进行表面改性，得到具有超疏水性的铜表面。将该表面置于户外进行耐候性研究，并通过4种模拟户外环境实验探究超疏水性失效的原因，包括组合循环实验（循环条件含紫外辐射、淋雨和凝露）、紫外辐射实验、水环境实验和温度实验。结果 超疏水铜表面经过10 d的户外实验后，其接触角由初始状态的158.5°降至131.1°，表明该表面的超疏水性能已失效。经过2次组合循环实验（每次循环的时间为12 h）、20 d紫外辐射实验及30 d水环境实验后，该表面的接触角分别降至130.3°、124.5°、131.7°，表明该表面均已失去超疏水性；经过40 d高温实验后，表面的超疏水性开始失效。XPS谱图表明，在超疏水性失效后该表面不存在硫元素，即正十二硫醇已经脱离表面。结论 超疏水铜表面的硫醇分子脱落是超疏水性失效的根本原因。紫外辐射、水和高温是导致超疏水铜表面超疏水性失效的主要因素。其中，紫外辐射或水对超疏水性的破坏速度比高温快。相较于单一因素（紫外辐射、水或高温），三者的协同作用更...     

5083铝合金绿色化学机械抛光液对表面粗糙度的影响及机理分析

目的 为提高5083铝合金的表面质量,研制一种环境友好型化学机械抛光液,并分析5083铝合金化学机械抛光液对表面粗糙度的影响及作用机理。方法 使用绿色环保的化学机械抛光液对5083铝合金进行化学机械抛光。采用单因素控制变量法,分析不同的p H调节剂类型、p H值以及过氧化氢（H2O2）浓度对铝合金化学机械抛光后表面粗糙度的影响规律。采用电化学工作站,分析5083铝合金在不同抛光液中的静态腐蚀特性。运用X射线光电子能谱仪（XPS）分析5083铝合金在不同抛光液下表面元素化学组分的变化。结果 绿色环保抛光液的主要成分为去离子水、4%（质量分数）的二氧化硅磨粒、2.0%（质量分数）的H₂O₂和柠檬酸,并调节pH至3.0。5083铝合金进行化学机械抛光后,在70μm×50μm的扫描范围内铝合金表面粗糙度最低为0.929 nm。结论 电化学试验和XPS测试的分析表明,柠檬酸可加快抛光液对铝合金的腐蚀,H₂O₂使铝合金表面形成氧化层,减缓抛光液对铝合金的腐蚀。氧化层的主要成分为Al₂O     

影响电火花加工表面粗糙度值的因素分析

通过对影响电火花加工表面粗糙度值的各种因素的综合分析,指出了影响电火花加工表面粗糙度值的因素,并针对这些因素分别提出了改善电火花加工表面粗糙度值的有效方法,对提高电火花的加工质量及加工效率有参考价值。     

金属钼圆基片平面研磨及其表面创成机理研究

目的 实现金属钼圆基片高效平坦化加工,获得超光滑表面。方法 采用游离磨料对钼圆基片进行平面研磨加工,研究磨料种类及研磨盘转速、研磨压力、研磨时间等工艺参数对研磨效果的影响规律,通过材料去除率(MRR)与表面粗糙度(Ra)的建模分析,对比钼材与高硬脆和高塑性材料,揭示其研磨工艺特性、探究其表面创成机理。结果 钼圆基片材料去除快慢和表面形貌受各因素作用的综合影响。CeO2磨料适合钼圆基片的研磨加工,材料去除方式为二体、三体摩擦塑性去除;在研磨过程中,MRR随研磨盘转速、研磨压力的递增而先增大后减小,在研磨盘转速为60 r/min、研磨压力为0.026 MPa条件下MRR达到最大;除磨料因素外,其他工艺因素对表面粗糙度的影响较小;MRR和Ra随加工时间的延长而趋于稳定;使用粒径W1 CeO2磨料在研磨盘转速为60 r/min、研磨压力为0.026 MPa下研磨40 min后,表面粗糙度Ra由46 nm降至9.53 nm,MRR达1.16 mg/min。结论 采用游离磨料研磨方法在优化工艺条件下可以有效降低表面粗糙度,获得良好表面。     

继电器盒故障分析

在振动试验中继电器盒上的两个螺钉及与之相连的汇流条发生断裂。通过对相关部件的观察与分析认为：故障发生的原因为螺钉表面与绝缘垫的间隙中存在较多的金属多余物,在振动过程中多余物在两绝缘垫之间的空隙内聚集,使加有70余伏电压的汇流条与接地的螺钉之间多次引弧．造成绝缘垫内表面及端面发生大部分碳化,最终使汇流条、螺钉短路,产生大量热量将螺钉及与之相连的汇流条烧断。     

超声深滚对TC4钛合金表面形貌和表面粗糙度的影响

研究了采用超声深滚处理（UDR）对钛合金（TC4）试件表面形貌和表面粗糙度的影响.采用扫描电子显微镜观察分析了超声深滚处理前后的试件表面形貌,采用表面粗糙度仪分析研究了强化处理前后的表面粗糙度变化.结果表明,超声深滚处理可以显著降低机加工痕迹,消除表面微损伤,大幅降低表面粗糙度,可使表面粗糙度由Ra 2.32 m降低到Ra 0.11 m.