GF增强尼龙1010复合材料的磨擦学性能研究

制备了玻璃纤维（GF）增强尼龙1010复合材料,在环一块磨损试验机上研究了复合材料的摩擦学性能。结果表明：GF含量对复合材料的摩擦学性能有显著影响,GF质量分数为35％时增强效果较好;随着滑速的增加,GF增强尼龙1010复合材料的摩擦系数和磨损量持续上升。干摩擦下的复合材料磨损以疲劳断裂和粘着为主,且纤维出现磨损、断裂及从基体中剥落的现象。在油润滑下材料向对偶产生轻微的转移,与干摩擦相比复合材料的摩擦系数和磨损量大为降低;水润滑下的尼龙以化学腐蚀磨损和磨粒磨损为主,此时复合材料摩擦系数也有较大程度的降低,但磨损量较干摩擦增大。     

纯镁摩擦磨损性能研究

在干滑动摩擦条件下,采用M-2000型磨损试验机测试不同载荷和行程对纯镁摩擦磨损性能的影响,并结合试样磨损表面形貌探讨磨损机制。结果表明:纯镁的摩擦因数随着载荷的增大而减小,随行程的增加变化不明显;磨损量随着载荷、行程的增大而增加;随着载荷的增大,纯镁的磨损机制依次表现为氧化磨损、磨粒磨损,剥层磨损和疲劳磨损。     

冷扎Q235钢/激光熔覆合金钢摩擦磨损

通过对9SiCr钢表面进行合金激光熔覆处理,在摩擦磨损实验机上对熔覆合金钢与Q235钢配副进行了摩擦磨损性能实验.通过摩擦磨损实验研究了参数如载荷、滑动距离、滑动速度、润滑条件等对Q235钢与熔覆合金钢的磨损量的影响,熔覆合金钢与Q235钢的磨损量与压力和滑动速度成正比.Ni合金钢的耐磨性比Co合金钢要好.通过扫描电镜分析了熔覆合金磨损机理,熔覆合金钢磨损主要以磨粒为主,同时表面存在大量凹坑,而Q235钢以磨粒和塑性变形为主.     

挤压态和压铸态AZ91镁合金的摩擦磨损行为

以挤压态和压铸态AZ91镁合金为对象,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为,分析两种成形工艺对AZ91镁合金摩擦磨损性能的影响,并探讨其磨损机制。研究表明:随着载荷增加,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增加;随着转速提高,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增大;在相同磨损条件下,挤压态AZ91镁合金的摩擦因数和磨损量均低于压铸态AZ91镁合金;挤压态AZ91镁合金和压铸态AZ91镁合金在干滑动摩擦条件下具有相同的磨损机制,50 N载荷加载下的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,100 N载荷加载下的磨损机制主要为轻微剥层磨损、黏着磨损和氧化磨损,150 N载荷加载下的磨损机制为剥层磨损、氧化磨损和黏着磨损。     

压铸ZL101A铝合金摩擦磨损性能及机理的研究

以汽车发动机缸体用的ZL101A铝合金作为研究对象,开展了在SiN、GCr15两种摩擦副条件下摩擦载荷对ZL101A铝合金磨损性能及磨损机理的研究.试验结果表明:ZL101A铝合金在SiN和GCr15两类摩擦副中,随着摩擦载荷由2N增加至4N时,平均摩擦系数和磨损量均先增加后降低;在不同摩擦载荷下,SiN摩擦副的试样摩擦磨损平均摩擦系数均低于GCr15摩擦副;摩擦磨损过程发生了剥层磨损、磨粒磨损、黏着磨损以及氧化磨损多种磨损机制,只是在不同的试验条件下磨损机制的作用程度不同;在SiN摩擦副中磨屑的黏着、碾压现象比GCr15摩擦副中更加明显,以至于SiN摩擦副中摩擦表明的氧化现象比GCr15摩擦副中更加明显.     

纳米填料增强UHMWPE–橡胶水润滑摩擦学性能

为了研究水润滑条件下试验载荷和速度对纳米填料（Nano-SiC）改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）/橡胶复合材料摩擦学性能的影响,通过高温混炼、热压成型制备Nano-SiC辅以聚四氟乙烯（PTFE）填充改性UHMWPE/橡胶复合材料。采用MRH-3型环-块摩擦实验机探究四种不同载荷条件下改性复合材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和非接触光学三维轮廓仪对试样微观磨损表面形貌分析,从微观层面探究改性复合材料的摩擦机理。试验结果表明：在定载变速条件下,速度由0.02m/s升到3.59m/s时,改性复合材料的动摩擦系数波动幅度与静摩擦系数均呈现大幅下降趋势,粘-滑现象（Stick-Slip Phenomenon）减弱,摩擦系数波动归于平稳;试验载荷和纳米粒子含量的变化与试样摩擦磨损程度呈负相关,在水润滑条件下,随着纳米粒子含量增加,摩擦系数与磨损率均出现明显降低,填充比例为5%的复合材料摩擦学性能最佳,摩擦系数整体较UHMWPE/橡胶材料降低35%,磨损率降低46.6%,磨损表面形貌也随之发生改变;随着载荷的增加,复合材料的磨损率从1.25×10-6mm3/(Nm)降至0.4×10-6mm3/(Nm)。Nano-SiC的含量与工况载荷压力对摩擦磨损均存在一定影响,即填充适量Nano-SiC的UHMWPE/橡胶复合材料与一定工况压力下的对偶钢环组成的摩擦配副能改善摩擦环境,减轻粘-滑现象,有利于减小材料的磨损。     

新型水润滑轴承材料的摩擦学性能研究

针对目前有较好应用前景的新型水润滑轴承材料,利用环-块摩擦磨损试验机试验研究了赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯在淡水介质和人工海水介质中的滑动摩擦磨损性能,结合扫描电子显微、白光共焦三维形貌仪等检测手段,探讨材料的摩擦磨损机理。结果显示:在两种试验介质中,赛龙/GCr15摩擦副的摩擦系数最高,超高分子量聚乙烯/GCr15摩擦副的摩擦系数最小;超高分子量聚乙烯的磨损体积最小,飞龙最大,赛龙居中。磨损机制主要为磨粒磨损。在海水介质中,飞龙材料表面粘附有大量结晶盐颗粒,在摩擦磨损过程中有增加磨损的作用。     

粘结石墨基固体润滑涂层的微动摩擦磨损性能

为了探讨粘结石墨基固体润滑涂层的微动摩擦磨损性能的作用机理,使用SRV微动摩擦磨损试验机对粘结石墨基固体润滑涂层在微动试验条件下的摩擦学性能以及抗承载能力进行研究,对其磨痕形貌和对偶转移膜进行分析。研究结果表明：粘结石墨基固体润滑涂层的磨损率随着试验载荷和摩擦速度的增大而减小;而摩擦因数随着试验载荷增大而减小,随摩擦速度增大而缓慢增大;在微动摩擦过程中,高载高速可以促进高质量转移膜在对偶表面形成,从而使得粘结石墨基固体润滑涂层具有良好的抗承载能力和优异的抗磨减摩性能。     

干煤粉条件下丁腈橡胶磨损规律的研究

煤矿中的采掘机械和运输机械都存在着严重的磨损问题,其中许多情况涉及橡胶材料,而目前国内外对像胶材料在煤粉条件下的摩擦磨损特性尚乏研究,因此有必要对丁腈橡胶在干煤粉条件下的磨料磨损进行研究。用扫描电镜（ＳＥＡ）观察丁腈橡胶磨损后表面发现其磨损机理为磨粒磨损,通过磨损试验发现其磨损率随着法向载荷的增大而增大,随着旋转速度的增大而减小。     

表面纳米化中碳钢磨合磨损性能研究

为研究表面纳米化中碳钢在润滑条件下的磨合性能,用环-盘摩擦磨损试验机进行磨合磨损试验.分析在不同载荷下摩擦系数和摩擦振动信号多重分形谱参数的变化,通过磨损表面形貌探讨表面纳米化影响中碳钢磨损行为的原因.结果表明:在低、中负荷作用下,表面纳米化处理的中碳钢摩擦系数和振动信号多重分形谱参数较未处理的有所降低,其较高的表面活性可更好地吸附润滑油以形成油膜.因此,在低、中负荷条件下,表面纳米化可提高中碳钢磨合磨损性能.     

采油螺杆泵定子橡胶的磨粒侵蚀磨损机理

为了揭示橡胶磨粒侵蚀磨损机理,采用MPV-600型磨粒磨损试验机考察了丁腈橡胶(NBR)与转子45#钢配副在不同砂粒浓度原油条件下的磨粒侵蚀磨损行为,并用扫描电子显微镜及x-射线能量散射分析(SEM-EDXA)法对橡胶的磨痕表面形貌、元素成分进行了分析.分析结果表明:NBR摩擦系数随着原油介质中砂粒浓度的增大而增大,但当砂粒浓度增加到一定程度后,其摩擦系数反而减小.NBR磨粒侵蚀磨损的机理是:橡胶表层产生微切削作用而使其发生微观撕裂和变形,由氧化降解形成的胶粘层在磨损过程中不断地形成和被磨损;NBR在含砂原油介质中可能发生了分子链断裂,生成了初级活性自由基,断裂后生成分散性的小分子单体,继而发生异构化.     

紧固件表面锰系磷化膜的制备及摩擦磨损性能

为了提高核主泵紧固件的摩擦磨损性能,采用三种磷化工艺在40Ni Cr Mo7钢表面制备了锰系磷化膜.采用多功能材料表面性能测试仪进行了往复摩擦磨损试验,并研究了在有无润滑条件下,不同工艺对磷化膜摩擦磨损性能的影响.采用扫描电子显微镜和能谱仪表征了磨损前后磷化膜表面的组织形貌和化学成分,并分析了其磨损失效机制.结果表明,通过工艺Ⅱ制备的磷化膜具有最优的摩擦磨损性能.磷化膜特有的孔隙结构具有储油能力,有利于改善其摩擦学性能.随着法向载荷的增加,磷化膜的塑性变形增大,抗剪切强度降低,且摩擦系数呈先缓慢下降后急剧上升的趋势.     

SEBS-g-MA橡胶颗粒及有机纳米黏土增强尼龙66复合材料的摩擦磨损性能

采用M-200环-块接触型磨损实验机,分别考察了尼龙66(PA66)和SEBS-g-MA橡胶颗粒或有机纳米黏土或两者增强尼龙66在干摩擦及水润滑条件下的摩擦学性能,利用扫描电子显微镜和差示扫描量热仪对材料的磨损表面和碎片进行了观察与分析。结果表明,干摩擦条件下,PA 66+(SEBS-g-MA+organoclay)纳米复合材料的摩擦系数和磨损质量最低;当摩擦表面的温度在玻璃化转变温度T_g附近时,试样整体由于软化或者熔融而发生粘着磨损。     

表面氧化改性对丁腈橡胶力学性能的影响

为了提高丁腈橡胶的力学及摩擦学性能,利用以浓硫酸为主配制的氧化性溶液对其进行表面化学改性.研究了硫酸浓度、浸泡时间对丁腈橡胶表面力学和摩擦学性能的影响,借助SEM分别观察其断裂和磨损形貌,分析了表面改性对丁腈橡胶性能的影响.结果表明,经50%硫酸混合溶液处理的丁腈橡胶,其力学和摩擦学性能随浸泡时间的延长而大幅度提高;经70%硫酸混合溶液处理的则结果相反.硫酸浓度过大可使表面组织致密性增加、硬度增大,但表面出现裂纹,其力学性能和摩擦学性能大幅下降.     

Wear behavior of Cu matrix composites reinforced with mixture of carbon and carbon nanotubes

In order to improve wear resistance and decrease the cost, carbon and carbon nanotubes reinforced copper matrix composites were fabricated by the power metallurgy method. The effects of carbon (carbon and carbon nanotubes) volume fraction and applied load on the friction coefficient and wear rate under dry sliding of the composites were investigated at room temperature. By scanning electron microscopy (SEM), the worn surfaces and debris were observed, and wear mechanism was also analyzed and discussed. The experimental wear process consists of the run-in, steady wear and severe wear process with the increasing of sliding distance. Both the friction coefficient and wear rate of the composites first decrease and then increase with the increasing of carbon volume fraction. The minimum friction coefficient and wear rate are obtained when carbon is 4.0vol%. The wear mechanisms of the composites change from the adhesive wear and delamination wear to abrasive wear with the increasing of carbon volume fraction. Funded by the National Natural Science Foundation of China (50873047) and the Natural Science Foundation of Gansu Province (3ZS061-A25-039)     

纳米Si3N4颗粒填充铸型尼龙的摩擦学性能研究

为了研究纳米Si3N4颗粒作为填料对铸型尼龙（MC尼龙）的摩擦磨损性能的影响，选用两种复合材料在MM－200摩擦磨损试验机上进行了试验研究，并借助于扫描电镜观察了磨损形貌，探讨了磨损机理，研究结果表明，在干摩擦条件下，Si3N4颗粒填MC尼龙与钢环对摩的摩擦数随载荷的升高而降低，在相同载荷时均高于纯尼龙，在一定的滑动速度下，Si3N4颗粒填充MC尼龙的耐磨性能与载荷大小有关，当载荷较低时，复合材料的耐磨性能比纯尼龙好，其磨损机理主要是磨粒磨损和粘着磨损，当载荷较高时，复合材料的耐磨性能不如纯尼龙，其磨损机理主要是疲劳剥落，并有磨粒磨损和粘着磨损。