不同不锈钢在海水润滑下的摩擦学特性比较

不锈钢和PEEK聚合物是海水液压元件关键摩擦副常用的配对材料,不锈钢材质对不锈钢/PEEK聚合物对偶副的摩擦学性能具有重要影响。在海水环境中对AISI 316L、AISI 630以及S32750三种不锈钢进行摩擦磨损试验,对比分析了上述3种不锈钢与同种PEEK聚合物对磨时的摩擦因数和磨损率,观察试样表面磨损形貌并对磨损轮廓进行3D测量,探讨了海水环境中3种不锈钢与PEEK聚合物对磨时的摩擦磨损机制。结果表明:在海水环境中3种不锈钢的平均摩擦因数相差不大;与AISI 316L相比,S32750与AISI 630的耐磨损性较好,AISI 630的磨损率受载荷影响较小;S32750与AISI 316L的硬度与其耐磨性呈正相关性,而AISI 630中过高的碳含量会削弱其耐蚀性,进而影响它在海水中的摩擦磨损性能。文中研究为海水液压元件关键摩擦副中钢质材料的选择提供参考。     

聚醚醚酮与不同硬质涂层配副的摩擦学行为对比

目的 对比聚醚醚酮(PEEK)与不锈钢、CrN涂层、Cr/GLC多层涂层3种配副的大气环境摩擦学行为。方法 采用多靶磁控溅射镀膜技术在17–4PH不锈钢基底表面制备CrN涂层和Cr/GLC多层涂层。采用摩擦磨损试验机和三维轮廓仪对配副摩擦因数和磨损率进行测试,采用扫描电镜、拉曼光谱仪和显微红外光谱仪等方法,表征不同配副摩擦前后的表面物理化学状态,剖析涂层与PEEK配副的磨损机理。结果 CrN涂层和Cr/GLC多层涂层均显著提高了不锈钢基底的摩擦性能,相较于PEEK与17-4PH不锈钢配副,CrN涂层和Cr/GLC多层涂层的摩擦因数都显著降低。此外,涂层的磨损率分别降低了93.1%、97.4%;对应PEEK配副的磨损体积也分别降低了35.1%和65.8%。在3种配副条件下,PEEK摩擦后均发生了芳香环的开放、取代、交联,以及不同程度的结晶度损失,结晶度的顺序为未磨PEEK>PEEK–Cr/GLC>PEEK–CrN> PEEK–17-4。结论 CrN涂层的硬度、粗糙度较高,且缺少润滑,黏着磨损更显著,PEEK材料发生了大量转移,转移材料在减轻PEEK磨损的同时也阻止了结晶度的降低。PEEK与Cr/GLC多层涂层配副表现出最佳的耐磨损性能,主要归因于摩擦时PEEK结晶度的维持及GLC中富石墨相赋予涂层的低剪切润滑作用。     

石墨增强聚酰亚胺在海水中的摩擦学性能

目的为石墨增强聚酰亚胺复合材料在海水环境下的摩擦学应用提供实验依据。方法利用SST-ST销/盘摩擦试验机,研究了质量分数为15%石墨增强聚酰亚胺复合材料与17-4PH不锈钢组成的摩擦副在海水介质中的摩擦学性能,并与干摩擦和纯水润滑条件下的摩擦学性能进行比较。结果聚酰亚胺复合材料在干摩擦下的摩擦系数和磨损体积最大,分别为0.134、1.930 mm~3。干摩擦条件下,聚酰亚胺复合材料的磨损表面存在较深的犁沟,在犁沟周围出现了材料塑性流动及粘着剥落现象,对偶件表面有聚酰亚胺复合材料转移。磨损机理主要表现为磨粒磨损、材料塑性变形以及粘着和剥落。在纯水润滑下,聚酰亚胺复合材料表面存在较多材料粘着撕裂现象,同时存在宽浅不一的犁沟,磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。在海水润滑下,复合材料的摩擦系数和磨损体积最小,分别为0.086、1.235 mm~3,材料磨损表面十分光滑,只有沿运动方向存在少量轻微犁沟,磨损机理主要表现为磨粒磨损。结论石墨增强聚酰亚胺复合材料在海水中的摩擦学性能优于干摩擦和纯水环境下的摩擦学性能。     

晶须CaCO3和PTFE填充聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能

用MM200磨损试验机和45钢环配副,研究不同含量碳酸钙(CaCO3)晶须和10%的聚四氟乙烯(PTFE)共同填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料的摩擦磨损性能,用扫描电镜观察磨损表面形貌并分析磨损机理。结果表明,随着复合材料中晶须含量增加,摩擦系数持续降低,最低可降到纯PEEK的1/2;复合材料的磨损率随晶须含量的增加先大幅度减小后又缓慢回升,当晶须含量为15%-20%时,磨损率降至3.3×10-7mm3/Nm,仅为纯PEEK的3.6%,20?CO3/10%PTFE/PEEK综合摩擦学性价比较好。CaCO3晶须增强PEEK减少了复合材料在摩擦过程中摩擦副表面粘着和剥层,阻止基体树脂的热塑性变形,同时PTFE的优先粘着转移使得复合材料在对偶件表面形成连续、均匀的转移膜,两者协同有效降低摩擦系数和磨损率,提高材料的摩擦学性能。     

AISI316不锈钢腐蚀磨损交互作用的研究

采用电化学方法、微观形貌观察以及失重法分析研究了AISI 316不锈钢和Al2O3陶瓷摩擦副在模拟海水中的腐蚀磨损行为,探讨了摩擦对不锈钢腐蚀行为的影响以及腐蚀磨损交互作用。结果表明,在本实验条件下摩擦作用显著增加了AISI 316不锈钢的腐蚀倾向,其腐蚀率显著增加。纯磨损量占总腐蚀磨损量的76%~88%,材料的损失主要是由摩擦作用所引起,腐蚀磨损交互作用量占总腐蚀磨损量的12%~24%,腐蚀磨损交互作用是影响材料耐磨蚀性能的重要因素。     

液压泵用球墨铸铁材料的对比研究

摩擦副的综合性能决定液压泵的工作寿命,良好的摩擦副材料匹配方案是提高其性能的关键。通过分析国外某齿轮液压泵关键摩擦副材料,制备出一种性能相近的国产球墨铸铁材料。在摩擦磨损试验机上测试2种材料的减摩耐磨性能,通过观察磨损表面形貌确定其磨损机制;通过分析机械性能、显微结构与热学性能找出2种材料的性能差异并分析原因。结果表明：通过优化C、Si的质量分数制备出的国产球墨铸铁材料硬度较进口材料提高28.79%、热膨胀系数降低1.68%;该摩擦试验条件下球墨铸铁自配摩擦副主要发生黏着磨损与磨粒磨损,适当的材料硬度与基体成分能提高其摩擦磨损性能;所制备的球墨铸铁材料的机械性能与热学性能良好,但减摩耐磨性能有待提高。     

海水润滑条件下316L不锈钢与仿生非光滑表面CF/PEEK的摩擦学性能

为探讨高压海水轴向柱塞泵滑靴副的减阻抗磨机理,采用数控机床在CF/PEEK试样表面加工出不同形状仿生非光滑单元体,与316L不锈钢形成配副,对其在不同法向载荷下的摩擦因数、试样温度、磨损率等进行测试,并用激光共焦显微镜及扫描电子显微镜对磨损表面进行分析。结果表明:在海水润滑条件下,光滑表面配副以磨料磨损和粘着磨损为主,摩擦因数随时间稳定在0.05~0.09,试样温升大,磨损率大;非光滑表面配副可有效存储海水和磨屑,产生动压润滑效应、降低磨料磨损,摩擦以犁沟效应为主,摩擦因数稳定在0.02~0.06,试样温升小,磨损率小;随法向载荷的增加,由粘着效应所致CF/PEEK转移加快,摩擦因数和试样温度升高,磨损率降低且下降趋势逐渐减缓。     

表面处理对38CrMoAlA和ZQSn10-2-3摩擦副性能的影响

为解决柱塞泵摩擦副零件工作表面和心部在状态、结构和性能要求方面的差异,对38CrMoAlA与ZQSn10-2-3两种材料的柱塞泵摩擦副进行不同表面工艺处理。通过磨损试验分析磨损情况及表面工况,寻求适应该摩擦副的最佳表面处理技术。结果表明:38CrMoAlA(氮化)与ZQSn10-2-3配对中,ZQSn10-2-3采用等离子喷涂二硫化钼固体润滑膜工艺处理时配对效果最佳,而且无黏着现象。     

C-SPVO71系列轴向柱塞泵配流副失效分析与改进

针对C-SPVO71系列轴向柱塞泵配流副(配流盘与缸体)试验出现局部磨损以及黏连故障,从配流盘与缸体配流副的力平衡关系、配流盘与缸体摩擦副材料、磨粒磨损3个方面进行失效分析,提出以下改进措施:在保证柱塞泵容积效率的前提下,减小剩余压紧力;选择高耐磨的摩擦副材料;控制磨粒磨损的先决条件.将这些措施运用于产品批量制造,取得较好效果.     

磨粒对不同服役阶段润滑油的摩擦学性能影响

利用铁谱分析仪和扫描电镜对4个不同服役阶段润滑油中的磨粒含量(质量分数)、大小和形貌进行分析;用SRV摩擦磨损试验机对4个服役油样与新油进行摩擦学性能对比。结果表明:在不同服役阶段,磨粒的含量随着润滑油服役时间的增长而增大,粒径大小关系为异常磨损期磨合磨损期正常磨损期。与新油相比,4个油样的摩擦因数曲线有不同程度的波动,减摩性能下降明显,且减摩系数下降的幅度与所含磨粒粒径大小相关;磨粒使润滑油的抗磨性能下降,与新油的磨斑直径相比,4个油样的增幅分别达到20.0%、25.7%、45.7%、71.4%,且磨粒的粒径、含量与摩擦表面损伤程度成正相关,粒径主要影响磨痕宽度,含量主要影响磨痕密度。     

伺服控制参数对摩擦误差影响的研究

为了从伺服控制参数角度分析由摩擦所造成的误差,对实验平台进行建模并根据辨识实验结果建立了精确的摩擦模型。通过理论分析及仿真,研究了不同伺服控制参数条件下,系统换向点处摩擦误差在频域与时域上的变化。总结了伺服控制系统各参数对换向点处摩擦误差的影响规律,其结果可以作为伺服控制系统参数调整及优化的参考,具有一定理论及实用价值。     

Al-9Gr半固态复合材料摩擦性能的研究

采用机械和电磁复合搅拌法制备了铝-石墨半固态复合材料,研究了石墨的加入对复合材料摩擦性能的影响。结果表明,加入石墨后,Al-9Gr复合材料的主要磨损机制为犁削和剥层破坏;其摩擦因数随着压力的增大而增大,随摩擦时间的增加逐渐减小。在Al-9Gr复合材料摩擦过程中,石墨在摩擦表面分布越均匀,相对应的铝-石墨复合材料的摩擦因数越小。     

电液比例控制技术在摩擦提升机衬垫摩擦系数测定中的应用

介绍了电液比例控制技术在衬垫摩擦系数中的应用及摩擦系数测定的原理.实现了在不同压力和不同滑速下摩擦系数的测定.     

液压伺服系统的摩擦力分析及补偿研究

为了对液压位置伺服系统低速运行时的摩擦力进行研究并实现摩擦负载动态补偿,针对常见的液压位置伺服系统建立摩擦模型并设计摩擦观测器,通过仿真验证了该摩擦模型及动态补偿方法的有效性。仿真结果表明该新型摩擦模型和补偿技术具有良好的补偿效果,能够动态、适时地补偿摩擦力,为设计高精度、超低速电液伺服系统提供了有效的途径。     

摩擦对薄板冲压件成形性能的影响

介绍了利用有限元仿真技术,对一个薄板冲压件的成形过程进行了数值模拟,从中研究摩擦对板材最终成形性能的影响,并得出有关结论。     

变薄翻边成形工序中摩擦的影响

通过对变薄翻边工艺受力情况的分析，利用示例不同的摩擦条件下的变薄翻边变形力进行了计算，讨论了摩擦对变薄翻边的影响。     

抗扭连杆支架摩擦性能的试验研究

汽车发动机抗扭连杆支架的连接可靠性影响汽车行驶中的乘坐舒适性、车身稳定性以及操控稳定性。影响其连接可靠性的主要因素是紧固连接处的摩擦性能。通过试验分别测试了3个试样的摩擦因数。试验结果表明:3个试样的摩擦因数实测值分别为0.27、0.30、0.33,大于其摩擦因数的评定值0.22,符合评定标准且该试验工装夹具及安装设计能够达到试验标准。     

齿面微织构面积率及形状对其摩擦性能的基础研究

为研究齿面微织构面积率和形状对齿轮副摩擦学性能的影响,采用激光打标机在经热处理后的45钢试件表面加工出不同形状和面积率的织构,利用往复式摩擦磨损试验机分析织构面积率和形状对摩擦因数的影响规律,并与Fluent仿真结果进行对比。仿真结果表明：随着织构面积率的增大,摩擦因数逐渐减小,油膜承载力和油膜刚度逐渐增大,长方形织构具有更佳的减摩性能。试验结果与仿真结果基本一致,与无织构表面相比,长方形织构面积率为17%时平均摩擦因数降低了18.06%,正方形和圆形织构面积率为4.7%时,不仅没有减摩,反而将摩擦因数分别增大了4.17%和1.39%。织构化表面可提高油膜承载力和刚度,使油膜不易破裂,减小了摩擦副之间的接触,降低了摩擦因数。获得了微织构形状和面积率对齿轮副摩擦性能的影响规律,为改善齿轮系统的寿命提供试验支持。     

The influence of die geometry and workpiece mechanical properties in T-Shape friction test

In this study, T-Shape friction test was redesigned to make it more suitable for application to microforming processes. Workpiece with aspect ratio (length/diameter) of 5 was proposed in order to ease workpiece handling. The die geometry was also modified from the original test to improve friction sensitivity especially within the range of friction factors commonly observed in metal forming. Geometric deviation of the die was simulated using Deform-2D to establish the acceptable tolerance for the fabrication. The effect of variation in workpiece mechanical properties on the test behavior was also investigated through Deform-2D simulation. Based on simulations on a 1 mm diameter copper workpiece, a tolerance of 0.01 mm (1% of workpiece diameter) was found to be the most suitable for the die fabrication. In addition, it was shown that variations in workpiece mechanical properties of up to 10% do not significantly influence the friction test results. Ultimately, T-Shape test experiment was conducted using copper workpieces to examine how the test complied with the friction behavior observed in the experiment.