摩擦热加工技术的发展及其应用

摩擦热加工是利用摩擦过程中的能量转换原理使材料局部区域处于热塑性状态而实现加工的方法。该项技术具有低能耗、无污染、高效率、加工质量好等优点,因而应用前景广泛。综合介绍了摩擦热加工技术在材料连接、压制成形、表面改性等方面的应用。     

摩擦热加工技术的发展及其应用

摩擦热加工是利用摩擦过程中的能量转换原理使材料局部区域处于热塑性状态而实现加工的方法.该项技术具有低能耗、无污染、高效率、加工质量好等优点,因而应用前景广泛.综合介绍了摩擦热加工技术在材料连接、压制成形、表面改性等方面的应用.     

搅拌摩擦加工制备金属基复合材料的研究现状

搅拌摩擦加工技术是源于搅拌摩擦焊接技术的一种加工技术,目前已经被用于各种复合材料制备的研究中.本文主要介绍了搅拌摩擦加工技术制备复合材料的原理,概述了目前采用搅拌摩擦加工技术制备复合材料的研究进展,简要分析了搅拌摩擦加工制备复合材料的应用前景.     

钢搅拌摩擦焊接及加工研究进展

自搅拌摩擦焊发明至今,国内外开展了大量的有关搅拌摩擦焊(Friction stir welding, FSW)技术的研究与开发工作,并且已在轻合金结构制造领域得到大量实际应用。此外,基于搅拌摩擦焊原理发展而来的另一项技术--搅拌摩擦加工也得到广泛关注,并且在金属材料组织改性及复合材料制备方面显示了独特的优势。然而,由于受到高温搅拌头材料的限制,对钢铁材料搅拌摩擦焊接及加工的研究相比铝合金要少了很多。本研究对钢铁材料搅拌摩擦焊接及加工的研究进展进行简要概述,总结同质钢铁材料搅拌摩擦焊接、异质钢铁材料搅拌摩擦焊接、钢铁材料搅拌摩擦加工以及高温焊接工具材料等几方面的研究成果,指出其中存在的重要科学及技术问题,并对钢铁材料搅拌摩擦焊接以及搅拌摩擦加工的发展趋势及值得关注的问题进行展望。     

连续驱动摩擦焊机的研究现状和展望

摩擦焊接是一种优质、高效、节能和环保的固相连接技术,广泛应用于航空、航天、机械制造和石油勘探等领域。摩擦焊机是实现摩擦焊接技术的一种工业自动化设备,连续驱动摩擦焊接方法是最先试验成功的实用焊接方法,连续驱动摩擦焊机也是最经典的摩擦焊机。本文针对国内外连续驱动摩擦焊机设备的研究和应用现状,从主机、液压以及控制系统3个角度综述其发展概况,并在此基础上预测了连续驱动摩擦焊机的发展趋势和方向。     

金属材料热加工裂纹与控制技术分析

热加工技术是现代常用金属材料处理技术,技术应用价值较高,可实现对金属材料的科学处理。为达到理想化金属材料加工效果,本文将通过对金属材料性能和热加工技术间关系的分析,对常用金属材料热加工技术展开探讨,进而通过对热加工裂纹产生机理的解析,对金属材料热加工裂纹及其控制技术展开全面论述,旨在提升热加工裂纹控制水平,保证金属材料加工质量。     

为中国汽车工业做强提供优良装备——访英国Thompson摩擦焊有限公司亚洲区销售经理Rob Stevens

自从20世纪50年代摩擦焊真正焊出合格焊接接头以来,就以其优质、高效、低耗环保的突出优点受到所有工业强国的重视。而在中国,摩擦焊技术的应用正处于起步阶段,尤其是汽车工业面临由大做强的重任，采用先进的加工工艺和装备是必经之路。     

超高速切削在降低轨道车辆用空气弹簧摩擦因数中的应用

介绍了超高速切削加工技术。研究了将该技术应用在降低空气弹簧摩擦因数方面。     

摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究

设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形貌微结构的摩擦副表面摩擦因数及磨损量均减小,研究成果对提高重要摩擦副的使用性能与寿命具有理论意义和工程应用价值。      

电控摩擦技术的研究进展

作为一种主动控制摩擦性能技术,电控摩擦技术可解决实际中的电接触摩擦问题和主动控制摩擦副的摩擦与磨损性能。综述电控摩擦技术的研究进展,介绍该领域已形成大量的理论体系,如自生电势、表面转移膜、化学反应膜等,展望电控摩擦技术的发展方向。微型化是机电系统的发展趋势,同时也是电控摩擦技术的研究趋势;在微机电系统或纳米机电系统领域,微电控摩擦技术或纳米电控摩擦技术有很好的应用前景。     

High temperature wear of semimetallic disc brake pads

The wear of friction materials as measured by isothermal techniques remains insensitive to temperature to about 230°C (drum) and increases exponentially at higher temperatures. The high temperature wear of organic friction materials was found to be related to the thermal decomposition of the organic ingredients with an activation energy of 4–10 kcal mol^?1. The results indicate that high temperature wear of semimetallic friction materials is controlled by thermal degradation of organic ingredients as it is for organic friction materials.     

高能球磨-粉末冶金法制备硫化亚铁/铁基轴承材料的摩擦学性能

以Fe、C和FeS为原料,采用高能球磨工艺和粉末冶金法制备了FeS/铁基轴承材料,研究了材料的微观结构,并考察了其摩擦磨损性能。结果表明：高能球磨工艺改善了FeS颗粒的分布均匀性及其与基体的界面结合,材料力学性能高于未球磨材料;FeS属固体润滑剂且具有良好的储油特性,油润滑条件下FeS向摩擦表面转移易形成液-固润滑膜,起到了良好的减摩抗黏着作用,FeS质量分数为8%的球磨铁基轴承材料具有较好的减摩耐磨特性和较高的承载能力。     

超声电机宽温域低损耗压电与摩擦功能材料

为了提高超声电机的环境适应性与能量转换效率,本文分析并制造了宽温域低损耗的新型压电材料与摩擦功能材料,提出了通过相结构调控、增加第三组元、引入偶极子缺陷钉扎畴壁等手段制备宽温域低损耗压电陶瓷材料的设计与制造方法;为了提高超声电机摩擦界面能量传递效率及环境适应性,设计了具有高摩擦系数、低磨损率且耐高温的聚酰亚胺复合材料。结果表明,与传统材料相比,新型压电陶瓷材料具有低介电损耗、高机械品质因数及高温度稳定性的优势,使超声电机的能量转换效率提高3.3%,而新型聚酰亚胺基摩擦材料在摩擦系数、耐磨性以及温度范围等指标上均有明显提高,使电机的最大效率提高了6.19%。综合两种新型材料后,超声电机的最大效率提升了13.6%,可靠工作温度从-40~70℃提升至-60~120℃。本文提出的压电与摩擦功能材料既增强了超声电机的环境适应性,也改善了电机输出性能,对超声电机在航空航天等高端装备中的应用具有重要的意义。     

Performance and evaluation of eco-friendly brake friction materials

Eco-friendly brake friction materials were formulated without copper, lead, tin, antimony trisulfide, and whisker materials, to minimize their potential negative environmental impacts. A combination of scanning electron microscopy with energy dispersive microanalysis, profilometry, and thermogravimetry allows successful analysis of friction surface and thermal stability of friction materials. Extension evaluation method was applied to rank the friction materials using multi-parameter criteria, including friction, wear, thermal stability, cost of raw materials, and parameters from the brake effectiveness evaluation procedure (BEEP) assessment. The eco-pad (sample E) exhibited the best overall quality, expressed as the weighted average dependent degree in extension evaluation.     

纸基摩擦材料和摩擦盘的应用研究

纸基湿式摩擦材料已经广泛用于轿车和工业车辆的自动变速箱的离合器和制动器的摩擦衬面，根据动力换档变速箱和制动系的功率密度改进研究表明，湿式摩擦材料的多孔性和弹性对动摩擦系数和能量吸收能力有很大影响。本文研究了纸基摩擦材料多孔性和回弹性对摩擦特性和抗热性的影响，以及纸基摩擦盘的槽形对其使用寿命的影响。     

改性碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si69)和乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对PAN基碳纤维(CF)进行表面改性处理,利用SEM、FTIR、EDX对改性前后的CF进行表征,测量接触角和表面能、力学性能和界面性能;通过湿法成形技术,制备不同改性CF增强聚酰亚胺纸基摩擦材料,并测试其孔隙率和摩擦学性能。结果表明:与未改性CF相比,Si69和A151能够有效地增加CF表面粗糙度,且新基团的引入使接触角变小,提高了CF表面活性,改善了纤维与树脂之间的结合力,使得A151-CF表面能增加了37.3%,Si69-CF表面能增加了109.4%,A151-CF/聚酰亚胺复合材料界面性能增加了19.1%,Si69-CF/聚酰亚胺复合材料界面性能提高了45.3%;相比未改性CF,Si69改性CF使纸基摩擦材料孔隙率下降了20.2%,A151改性CF使纸基摩擦材料孔隙率下降了8.8%;表面改性CF能够提高纸基摩擦材料的摩擦学性能,其中Si69改性CF增强纸基摩擦材料摩擦学性能优于A151改性CF增强纸基摩擦材料。     

激光工艺参数对改善编织摩擦材料性能的研究

利用激光扫描编织摩擦材料能明显提高其摩擦性能。采用正交试验设计的方法优化激光工艺参数,以激光电流、扫描速度、离焦量和扫描轨迹为试验因素。试验结果表明,影响编织摩擦材料的摩擦性能最主要因素是温度,激光扫描编织摩擦材料的最佳试验参数:激光电流为13.5 A、扫描速度为700 mm/m in、离焦量为2 mm、扫描轨迹是间距为0.5 mm的矩形波。揭示了激光扫描后编织摩擦材料热衰退机理。     

The frictional behaviour of materials

A review of friction is made and a general equation of friction, based on dimensional analysis, is presented. The equation takes into account the environment, material properties, surface roughness, the area of real contact, rubbing velocity, deformation and surface energy, and suggests friction to be system dependent. By imposing certain conditions, it was shown that the equation satisfies equations based on the adhesion and agrees with deformation and surface energy theories. A model of friction is presented which suggests that the friction force results from adhesion, plowing and interlocking of asperities, the magnitude of which is governed by surface energy and the nature and magnitude of surface deformation.The experimental results presented suggest the dependence of friction on load and velocity to be heavily influenced by the oxidation characteristics of the materials in rubbing contact.     

Al2O3增强粉末冶金铜基摩擦材料摩擦磨损性能研究

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的耐磨性及制动效果,使用粉末冶金法（PM）制备氧化铝增强铜基摩擦材料,采用布氏硬度计、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）等测试手段以及摩擦磨损实验,研究氧化铝的掺杂对摩擦材料微观组织和摩擦行为的影响。结果表明：在制备的铜基摩擦材料中,氧化铝硬质颗粒在铜基体中分布均匀,由于硬质相的存在所形成位错钉扎效应对复合材料的硬度有大幅的提升,而对材料的密度有一定的消极作用。摩擦实验结果显示,氧化铝可以提高材料的摩擦因数并增强其耐磨性;且随着载荷的增大Al2O3-Cu复合材料的摩擦因数较高且稳定性较好,磨损率有明显的降低,表明氧化铝的掺杂对铜基材料有显著的增强效果。通过光学显微镜以及EDS分析得出,Cu基材料的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损,而Al2O3-Cu材料的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损组成的混合磨损。