SLM-316L细丝脂润滑摩擦磨损性能

为研究金属橡胶用选择性激光熔融(SLM)技术制备的316L不锈钢细丝在脂润滑条件下的摩擦磨损性能,探讨了不同载荷、不同摩擦速度以及载荷(F)和摩擦速度(v)共同作用的Fv因子对SLM-316L细丝摩擦系数和磨损率的影响规律,利用扫描电镜观察细丝磨损表面形貌,利用能谱仪（EDS）检测磨损表面元素种类与原子分数,分析其磨损机制。结果表明:在脂润滑条件下,摩擦系数随着载荷的增大而减小,磨损率随载荷的增大呈先降后升的趋势。摩擦系数和磨损率均随摩擦速度的增大呈先升后降趋势。低载荷下SLM-316L细丝磨损机制主要为磨粒磨损和轻微的氧化磨损,较高载荷下氧化磨损加剧并伴随疲劳磨损。低摩擦速度下SLM-316L细丝磨损机制主要为疲劳磨损和氧化磨损,较高摩擦速度下氧化磨损减弱,以磨粒磨损为主。摩擦系数随Fv值的增大而减小,磨损率随Fv值的增大呈先升后降再升的变化趋势。因此用SLM-316L细丝制备的金属橡胶在脂润滑条件下最佳工作参数:Fv等于0.04 N?m?s?1,即载荷10 N、摩擦速度240 mm?min?1。      

FeB对铁铜基摩擦材料性能的影响

研究了0～10％的FeB对铁铜基摩擦材料性能的影响。研究发现,其摩擦因数随FeB的增加而增加;摩擦材料的磨损在制动压力为0.6 MPa时,随FeB的增加而有所下降;当压力增加到1.1MPa,制动速度为7500 r/min时,材料的磨损随FeB的增加有所下降。而制动速度为6 500 r/min时,磨损随FeB的增加而增加。研究还发现,摩擦材料中的FeB在烧结过程中与Fe反应形成了Fe_2B,这种Fe_2B既起摩擦组元作用又起强化基体作用。     

TC4钛合金细丝摩擦磨损性能研究

选用不同载荷（F）和摩擦速度（V）进行正交对比实验,研究TC4钛合金金属丝在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,得出载荷和摩擦速度与TC4细丝摩擦系数和磨损率间的相关规律。采用扫描电子显微镜和能谱仪观察并分析了TC4细丝表面磨损形貌、元素种类及物相组成,并讨论了TC4细丝的磨损机制。结果表明：在摩擦速度相同时,载荷增大,摩擦系数先增大后减小,磨损率则持续增大;当载荷不变时,摩擦速度与摩擦系数呈负相关,与磨损率呈正相关。在TC4磨损机制中,氧化磨损和磨粒磨损主要出现在低载荷和低速情况下,氧化磨损和粘着磨损主要出现在中载荷和中速情况下,磨粒磨损主要出现在高载荷情况下,而氧化磨损则出现在高速下。随F·V值增大,摩擦系数先减小后增大,磨损率与F·V值呈正相关。     

45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性

 在自制的销盘式干滑动摩擦磨损实验机上研究了45CrNiMoVA与PCrNiMo配副的摩擦磨损特性。结果表明：材料的磨损率随着速度、载荷的增加而增大;摩擦因数随着载荷增加而减小;随着速度的改变磨损率的变化规律为：减小、增大、再减小;硬度对实验材料磨损率的影响与通常所用材料不同,磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。     

载流条件下Cu-Ag-Fe合金的摩擦磨损行为

研究了电流强度、滑动速度和载荷对Cu-Ag-Fe合金的磨损性能的影响.结果表明：由于Fe元素的时效析出强化作用,Cu-Ag-Fe合金的电磨损性能比Cu-Ag合金高出2倍多,大大提高了该合金的使用寿命.随电流强度、滑动速度和载荷的增加,合金的质量磨损率明显增加.在受电滑动条件下,磨损形式以粘着磨损,磨粒磨损和电侵蚀磨损为主,并且随着电流强度的增加,粘着磨损现象加剧.     

CSiMnCrVNb细晶钢的组织与性能

对于微合金化的碳的质量分数为0.15%～0.35%的CSiMnCrVNb合金钢,通过控制锻造比获得11～12级奥氏体原始晶粒.研究了试验钢的磨擦磨损行为,结果表明:于摩擦磨损条件下,碳含量较低的试验钢随载荷及磨损速度的增加,其磨损形式逐渐由显微切削转变为严重的粘着磨损并伴有疲劳剥落现象;碳含量较高的试验钢随载荷和磨损速度的增加,其磨损形式仍以显微切削为主,但犟沟变宽、加深,并伴有轻度粘着磨损及疲劳剥落现象.在动载冲击磨损条件下,其磨损形式以磨料磨损为主.碳的质量分数为0.35%的试验钢具有较好的组织、综合力学性能,在磨损过程中既可以抵抗石英砂磨粒的切削,又可以减少表面金属的剥落,表现出较佳的耐磨性.     

7075铝合金板材热冲压成形中的高温摩擦

采用自制的板带高温摩擦试验机模拟实际固溶–冲压–淬火一体化热成形工艺下7075铝合金的高温摩擦过程,分别对上下摩擦头进行冷却和加热以模拟实际热冲压过程对模具和压边圈的冷却和加热,分析了下模加热温度、法向载荷和滑动速度对7075铝合金摩擦行为及磨损机理的影响。结果表明:铝合金摩擦系数随着下模加热温度的升高而增大,磨损机制由300 ℃时的黏着磨损转变为500 ℃时的黏着磨损、氧化磨损和磨粒磨损;施加法向载荷越大,摩擦系数越大,不同载荷下磨损机制均为黏着磨损及轻微的磨粒磨损,且随着载荷增大,黏着磨损程度有所加深;高滑动速度导致了磨损表面局部氧化物的生成,使摩擦系数随着滑动速度增大而减小,滑动速度为30 mm·s?1时,磨损机制主要是氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损。      

AS41耐热镁合金的摩擦学行为研究

本文研究了AS41耐热镁合金在室温和200℃时的显微组织、力学和摩擦学性能,并探讨了其在高温的摩擦学机理。研究表明:AS41耐热镁合金主要由基体(α-Mg)相和第二相(Mg17Al12、Mg2Si和MgO相)组成,其在200℃时除延伸率有所增加外,抗拉强度和屈服强度均较室温时显著下降。耐热镁合金的摩擦系数随载荷增大而减小,滑行速度和滑行距离对摩擦系数的影响不大;磨损率随着载荷和滑行距离的增加而增大,但随滑行速度的增加而减小;且耐热镁合金在200℃的摩擦学性能优于其室温摩擦学性能。随着载荷变化,磨损机理发生变化;低载荷时表现为氧化磨损和磨粒磨损;中等载荷时表现为磨粒磨损和轻微剥层磨损;较高载荷时表现为剥层磨损。     

SiC/C-Cu复合材料的载流磨损性能

采用粉末冶金法制备SiC/C-Cu复合材料,研究SiC颗粒含量对该材料组织结构与物理性能的影响,并在HST-100载流摩擦磨损试验机上进行载流磨损试验,研究摩擦速度、电流密度与SiC颗粒含量对SiC/C-Cu复合材料磨损率的影响以及磨损机理的变化。结果表明:SiC颗粒均匀分布于铜基体中。随SiC含量增加,复合材料的硬度和孔隙率都逐渐增大,密度和导电率降低。添加SiC颗粒可增强C-Cu复合材料的抗磨损性能,材料的磨损率随摩擦速度和电流密度增加而增加,随SiC含量增加呈先降低后上升的趋势,含2%SiC(质量分数)的SiC/C-Cu复合材料具有优异的抗载流磨损性能。添加SiC颗粒可减少摩擦磨损过程中铜基体的粘着磨损,磨损机理主要为磨粒磨损和电弧侵蚀磨损。     

碳化硼陶瓷磨损特性的点接触显微镜研究

用点接触显微镜在纳米尺度上研究了碳化硼材料的磨损特性,考察了未经预氯化和经1073K预氧化处理1 h的2种热压碳化硼试样磨损深度随载荷、磨损次数、扫描速度等的变化情况。研究结果表明,未经预氧化的碳化硼试样,磨损深度很小,而经过预氧化处理的碳化硼试样,磨损深度远远大于未经氧化的试样。两者的磨损深度均随载荷的增加而显著增加。未经氧化的碳化硼试样由于其纵向上的结构是均匀的,磨损深度随磨损次数的增加呈线性增加;经氧化处理的碳化硼试样的磨损深度随磨损次数的增加呈现2段线性关系,可推断其表层的H_3BO_3膜厚度约为120～140nm。2种试样的磨损深度与扫描速度均无明显关系。     

不锈钢耦合变形摩擦有限元分析

针对奥氏体不锈钢成形过程中的摩擦磨损问题,设计了一种耦合变形摩擦的试验方法,在实验中分析了耦合摩擦试验中钢带滑动速度对钢板与压头间的摩擦系数的影响。通过对磨损表面进行观察,以及LS DYNA仿真对应力的分析发现：滑动速度的增加引起了剪切应力的增加,钢带试样的马氏体组织转变量随着其滑动速度的增加而增加,并引起摩擦表层马氏体组织磨粒磨损,表面磨损现象加重,且摩擦系数波动减小。     

不锈钢与地铁集电靴用浸金属碳材料的摩擦磨损性能研究

利用销-盘式高速摩擦磨损试验机研究了工况因素（电流、滑动速度和加载力）对地铁集电靴用浸金属碳材料与不锈钢盘试样载流摩擦磨损性能的影响，采用扫描电子显微镜与三维形貌仪对试样磨损表面进行观察与分析。结果表明，接触副摩擦系数随电流的增加而减小，随滑动速度和加载力的增加而增加；载流条件下，集电靴浸金属碳磨损量随电流、滑动速度和加载力的增加而增加；接触副磨损表面粗糙度随电流、滑动速度和加载力的变化情况与磨损量变化趋势相同。     

高氮不锈轴承钢的微动磨损性能

为了探究应力和滑动速度对高氮不锈轴承钢微动磨损性能的影响,采用SRV-Ⅳ微动磨损试验机进行了不同应力和不同滑动速度下的微动磨损试验,对摩擦因数和磨损率进行分析,并对磨斑形貌进行观察.结果表明:试验钢的摩擦因数随应力和滑动速度的增加而减小;磨损率随应力和滑动速度的增加而增加.随着pv值(表示轴承工况的严重程度)的增大,高氮不锈轴承钢的磨损机理由黏着磨损逐渐转变为磨粒磨损和塑性挤出磨损.     

大尺寸Ti3AlC2陶瓷的制备及耐磨性研究

采用燃烧合成结合准热等静压技术(SHS/PHIP)制备了大尺寸Ti3AlC2陶瓷材料(φ240 mm×40mm),利用销-盘式摩擦磨损试验机,研究了不同滑动速度下Ti3AlC2的摩擦磨损性能.结合XRD分析、SEM观察和EDS能谱分析,讨论了Ti3AlC2在不同条件下的摩擦磨损机理.结果表明:载荷分别为30N、50N和70N时,随滑动速度的增大,Ti3AlC2的摩擦因数和磨损率均呈现降低趋势,在载荷70N、滑动速度4.8 m/s时,摩擦因数和磨损率分别为0.24和2×10-6 mm3/N·m;材料磨损以磨损表面磨粒磨损和氧化膜的轻微划痕磨损为主.     

硼铁含量和粒度对铁铜基摩擦材料性能的影响

研究了硼铁含量和粒度对铁铜基摩擦材料性能的影响.研究发现,当硼铁粒度为<300μm时,摩擦因数随硼铁质量分数(0～10％)的增加而增加;摩擦材料的磨损在制动压力为0.6MPa时,摩擦因数随硼铁的增加而有所下降,当压力增加到1.1MPa时,材料的磨损随硼铁的增加而增加;当硼铁量为2.5％时,摩擦因数和磨损随细粒度(<45μm)硼铁的增加而下降.研究还发现,摩擦材料中的硼铁在烧结过程中与铁反应形成了Fe_2B,这种Fe_2B,起到提高摩擦因数,降低材料磨损的作用.     

列车制动用Cu基粉末闸片材料摩擦磨损性能分析

列车的制动性能与闸片材料的摩擦磨损性能关系密切,在MM-1000Ⅱ型摩擦试验机上测试了自制的Cu基粉末列车闸片材料在不同制动速度下的摩擦磨损特性。结果表明:随着制动速度的增大,摩擦表面的微凸起遭到破坏,摩擦因数随之降低,磨损量增加;在材料接触表面产生大量的摩擦热,造成基体软化,减小了基体对材料中SiO_2等硬质颗粒的夹持能力。摩擦因数和稳定系数均随制动速度增加而降低;而摩擦温度和磨损量随制动速度增加而提高,尤其是在制动速度大于8 r/s时,摩擦表面温度上升,造成基体软化,硬质颗粒脱落,加速了材料的摩擦磨损。为列车制动用Cu基粉末闸片材料摩擦磨损性能的研究提供了理论基础。     

制动速度对铜基粉末冶金闸片材料摩擦学性能的影响

以Sn+SiO_2+Al_2O_3+CaF_2作为摩擦组元,石墨+Pb作为润滑组元,制备铜基粉末冶金列车闸片材料,在MM-1000Ⅱ型摩擦试验机上进行摩擦试验,测定制动速度在120~200 km/h范围内材料的摩擦因数、磨损量与表面温度,并观察摩擦表面形貌,研究制动速度对该材料摩擦学性能的影响。结果表明:在制动速度180 km/h时,随制动速度增加,闸片材料的摩擦因数在0.41~0.46之间波动,但制动速度达到200 km/h时,摩擦因数显著减小至0.32,摩擦因数稳定性总体较好。材料的磨损量随制动速度增大而增加,但在制动速度达到180 km/h时磨损量趋于稳定,为119 mg。低速制动下材料的磨损机理主要为疲劳磨损,高速制动时主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

TC11合金的高温磨损行为和耐磨性

采用高温磨损试验机对TC11合金进行了400~600℃高温干滑动磨损试验,研究了TC11合金的高温磨损行为和耐磨性;并通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析仪(EDS)对磨面和亚表层的物相、形貌和成分进行分析,并探讨了磨损机制。在400℃下随着载荷增加磨损率略有增加,超过200 N时磨损率出现快速提高;当温度进一步提高至500~600℃时,磨损率降到最低,且不随载荷增加而变化。分析表明,在400℃时,磨面上出现塑性变形和撕裂的痕迹以及沿滑动方向的犁沟,同时出现致密的黑色光滑区和剥落区,磨损机制为黏着磨损、磨粒磨损和氧化轻微磨损。而在500~600℃,磨损表面均为致密的黑色光滑区和剥落区,且600℃时的剥落区小于500℃时的,磨损机制为氧化轻微磨损。亚表层分析表明,在高温下磨损表面均形成一层摩擦氧化物层,在400℃时摩擦氧化物层厚度为5~8μm,而在500~600℃,摩擦氧化物层增加到10~15μm,且摩擦氧化物层的致密度随温度增加而提高。摩擦层显示出高的硬度,可达到HV1000以上,而且随着温度增加,显微硬度显著增加。     

Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的微观结构与摩擦磨损性能

采用机械化学还原法结合热压烧结制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料,采用XRD、SEM等对复合材料的相组成、微观结构及磨损机理进行分析。结果表明:复合材料主要物相为Mo_5Si_3、Al_2O_3和Mo_3Si,其组织均匀细小,晶粒尺寸在1~5μm之间。Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料具有优异的抗摩擦磨损性能。随载荷增加,其摩擦因数和磨损率降低。载荷为10 N时,其摩擦因数和磨损率分别为0.176和6.23×10~(–6) mm~3/(N·m)。与对磨件GCr15钢球相比,其磨损率降低近1个数量级。Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料主要的磨损机理为氧化磨损和从低载荷下的粘着-剥落磨损过渡到高载荷下的磨粒磨损。     

Cu-Fe基粉末冶金闸片制动特性的研究

以铸钢为制动盘、Cu-Fe基粉末冶金材料为闸片组成摩擦副,利用MM-1000Ⅱ型摩擦磨损性能试验机研究了制动速度(60~380 km/h)、制动压力(0.3~0.5 MPa)对摩擦系数、闸片温升、制动距离和制动扭矩的影响,并分析了闸片的磨损特点和物相变化。结果表明:摩擦材料的摩擦系数随制动速度的增加而减小,闸片表面温度随着制动压力增加而升高,刹车距离随着制动压力的增加而减小,不同制动速度下的闸片磨损机理主要是疲劳磨损、磨粒磨损和氧化磨损。