碳纤维/环氧树脂复合材料摩擦性能研究

采用液相氧化法合成氧化碳纤维,制备碳纤维/环氧树脂复合材料,研究了复合材料的力学性能和摩擦性能。结果表明,碳纤维经液相氧化后,复合材料的力学强度有所降低,但模量均有明显提高;碳纤维和氧化碳纤维能改善环氧树脂复合材料的摩擦性能,降低摩擦系数和减少磨损率,提高复合材料的耐磨性;复合材料的摩擦系数和磨损率均随着载荷和时间的增加而增大。由材料磨损表面的扫描电镜可知碳纤维/环氧树脂复合材料以磨粒磨损与粘着磨损为主,氧化碳纤维/环氧树脂复合材料以疲劳磨损和磨粒磨损为主。碳纤维和氧化碳纤维可以作为环氧基摩擦材料的增强材料,这一研究对于拓宽摩擦材料领域的研究发展具有重要意义和促进作用。     

PA11/Al_2O_3涂覆汽车花键轴研究

研究了PA11/纳米Al2O3复合材料的摩擦性能。考察了纳米Al2O3含量及速率对材料摩擦系数和磨耗性能的影响,进行了涂覆花键轴的台架试验和道路行驶试验,并与尼龙11进行对比。结果表明,复合材料中纳米Al2O3为9%时材料的耐磨性能最好。SEM图片表明复合材料的磨损机理从纯PA11材料的粘着磨损转为轻微的磨粒磨损和粘着磨损。尼龙11与纳米Al2O3复合材料能明显提高花键轴的使用寿命。     

风机叶片用玄武岩纤维增强复合材料的摩擦磨损性能

采用环-块式摩擦磨损试验机研究了玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料在不同载荷和速度下的磨损行为与机制．结果表明：在相同载荷200N时,速度对摩擦系数的影响不大,而磨损率随着速度的增加而增大;在相同速度0．84m／s条件下,摩擦系数和磨损率都随载荷的增加而增大．低速低载时磨损主要表现为粘着磨损;高速低载时有玄武岩纤维从基体中脱落,表现为磨粒磨损特征;高速高载时磨损机理为基体疲劳剥落和磨粒磨损．     

不锈钢纤维/铜基摩擦材料的研究

以磁悬浮列车的制动材料为研究对象,探讨了奥氏体不锈钢纤维对不锈钢纤维/铜基复合材料摩擦磨损性能的影响.研究结果表明:加入不锈钢纤维后,材料的硬度明显增加,最大值为94HRF,摩擦系数略有增加,摩擦失重减小.材料的磨损机制主要为磨粒磨损与疲劳磨损,同时伴有粘着磨损.材料的断裂方式为韧性断裂.该制动材料的制动性能可以满足磁悬浮列车的制动要求.     

磨粒对摩擦过程的影响

目前,关于磨粒摩擦学问题,对固定磨粒、磨损研究得多,而对摩擦系数、运动副间的自由磨粒的摩擦系数和磨损研究得很少。本文对工程机械中常见的、在运动副之间存在的磨粒,即所谓三体自由磨粒的摩擦和磨损进行了试验研究,就有关磨粒尺寸、形状、硬度以及负荷、滑差对摩擦和磨损的影响进行了试验,并对试验结果作了初步分析讨论。作者认为,有磨粒的摩擦机理与干摩擦机理不同,除了磨粒的挤压、切削和啮合作用以外,部分磨粒处于滚动状态对摩擦过程有重要的影响。试验和分析都表明,摩擦和磨损之间既有联系又不能把二者等同起来。有磨粒时的摩擦系数和磨损率总比无磨粒时要大。当磨粒尺寸小于临界尺寸时,摩擦系数和磨损率都随磨粒尺寸的增加而增加;临界磨粒尺寸是一个范围;摩擦和磨损的临界磨粒尺寸也不完全吻合。尖锐的、不规则形状的磨粒,摩擦系数、能量消耗、磨损速度都较大。为了减少磨料磨损,应尽量避免磨粒进入运动副,适当地提高零件材料的硬度,正确选择硬度比。     

受电摩擦磨损的研究现状

介绍了目前国内外受电摩擦磨损的研究现状，受电摩擦副的摩擦磨损机理。资料表明，电场中摩擦副的确受到诸如电流、电压、电弧等电力学条件的影响，磨损率随电流的增加而增加，摩擦系数虽然也增加，但在试验过程中变化较大；载流条件下的磨损形式是粘着磨损和磨粒磨损，而无电流条件下的磨损形式主要是粘着磨损。同时本文也指出了研究的不足之地。     

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。     

硬质合金辊环材料摩擦学特性研究

采用液相化学共沉淀法和喷雾干燥技术制备了均匀的复合粉末,结合热分解和热压烧结技术新工艺制备了钴镍含量分别为15%(样品1)和22%(样品2)的粗晶粒硬质合金辊环材料.利用销-盘式万能摩擦磨损试验机研究了其摩擦磨损性能.结果表明:样品硬质合金的耐磨性能远优于其他同类硬质合金;硬质合金的平均摩擦系数随滑动速度的增加而降低,载荷对摩擦系数的影响相对复杂,粘结剂相对少的硬质合金,其摩擦系数随着载荷的增加而增加,而粘结剂较多的硬质合金,其摩擦系数随载荷的变化规律多变;粘结剂少的硬质合金的磨损率随滑动速度和载荷增加呈阶跃式增加,粘结剂多的硬质合金的磨损率随滑动速度和载荷增加而缓慢增加.两种合金的磨损机理分别为为磨粒磨损和粘着磨损.     

TC4钛合金表面微织构干摩擦特性

为改善TC4钛合金表面摩擦学性能,采用皮秒紫外激光技术在TC4钛合金表面加工了3种形状的微织构。使用多功能摩擦磨损试验机研究了织构化TC4钛合金在多接触条件下的摩擦学特性,并采用显微硬度仪、扫描电镜、激光共聚焦显微镜对织构化TC4钛合金的表面硬度、表面粗糙度、磨痕三维轮廓和磨痕形貌等进行分析。结果表明,织构化TC4表面硬度提升约60%,其中三角形凹坑织构表面综合硬度最高;微织构能有效降低TC4表面接触过程的摩擦系数,其中圆形与矩形织构摩擦系数最低,较无织构表面减少约10%;微织构能捕获磨屑,减少磨粒磨损,提高耐磨性能,相同接触条件下,织构化试样磨损量减少了50%;当载荷一定时,速度增加可使织构化TC4表面摩擦系数降低;当摩擦速度一定时,载荷降低可导致织构化TC4表面摩擦系数降低。本研究可为提升钛合金表面摩擦学性能提供研究思路,减少钛合金因摩擦磨损造成的损失与事故。     

碳纳米管耐磨改性MC尼龙及磨耗机理

采用阴离子聚合法制备碳纳米管/MC尼龙复合材料,对其摩擦磨损性能行研究.用扫描电子显微镜观察分析试样磨损表面的形貌,分析磨耗机理.实验结果表明:碳纳米管加入量越多,摩擦系数越小;在磨损时间相同的情况下,碳纳米管加入量为0.3%时,磨耗指数最小;磨损时间较长试样的磨耗指数比磨损时间少的试样磨耗指数小.磨损时间较少时,主要发生粘着磨损;当磨损时间较长时,主要发生磨粒磨损.在有载荷条件下磨损比较严重,这种情况下发生的是粘着磨损和磨粒磨损.在无载荷条件下主要发生的是粘着磨损.在耐磨性提高的同时,力学性能也得到一定的提高.     

Microstructural characterization and mechanical property of Fly Ash/Al-25Mg composites

Fly ash/Al-Mg composites are fabricated by powder metallurgical method. The morphology and structure of fly ash/A l-Mg composites are characterized by scanning electron microscope （SEM） and X-ray diffraction, respectively. The influences of different fly ash content on the friction and wear behavior of the composites are investigated at a constant sliding velocity of 400 r/min and the worn mechanism of composites is discussed. The results indicate that the friction coefficient is steadily lower than that of Al alloy matrix at the lower fly ash content and loads. For the fly ash/Al-Mg composites, the wear mechanism is characterized as abrasive wear and adhesive wear under small normal load and at low fly ash content, and it is characterized as delamination wear and abrasive wear transferred onto the counterpart under high normal load and at high fly ash content.     

钛合金材料防微动磨损涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺在TC4钛合金基体材料表面制备碳化铬系耐磨涂层,通过自制微动磨损试验设备测试不同对磨副、不同位移副值试验条件下带涂层的TC4钛合金材料的摩擦因数、磨损量等微动磨损性能,利用SEM、EDS、XRD等分析手段,对比分析微动磨损表面形貌、成分和相组成的差异.结果表明:不同摩擦副和位移副值条件下的摩擦因数...     

Friction and wear properties of TiAl and Ti2AlN/TiAl composites at high temperature

The high-temperature friction and wear properties of TiAl alloys and Ti₂AlN/TiAl composites (TTC) in contact with nickel-based superalloy were studied. The results showed that, at 800 and 1 000 °C, the coefficient of the friction (COF) decreased with the increase of sliding velocity and the wear loss of the TTC decreased with the increase of volume fraction of Ti₂AlN. The wear mechanisms of the pairs are adhesive wear and the wear debris mainly comes from the contacting nickel-based superalloy. The intergranular fracture and the cracking of the phase boundary in the lamellar structure are the wear mode of TiAl alloy. The wear mode of TTC is phase boundary fracture and adhesive spalling. The abrasive resistance of TTC is slightly higher than that of TiAl alloy.     

类激光熔覆Stellite合金沉积层的组织及磨损性能

为了进一步提高316不锈钢的表面性能,采用类激光熔覆技术在316不锈钢表面制备了Stellite合金沉积层.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计与销盘磨损试验机,研究了Stellite合金沉积层的微观组织、化学成分、显微硬度及摩擦磨损性能.结果表明,Stellite合金沉积层主要由γ-Co和M_(23)C_6相组成.沉积层组织依附于316不锈钢基体的界面呈外延生长,由界面至表面依次呈平面晶、柱状晶和胞状树枝晶形态,且越靠近表面组织越细小.Stellite合金沉积层的最高硬度可达650 HV.在摩擦磨损过程中摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,磨损机制主要为黏着磨损、磨粒磨损和氧化磨损.     

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.     

QPQ表面疏松层纯磨损试验研究

在M-2000型磨损试验机上进行纯磨损试验,研究了QPQ表面改性层在浸油擦干后的滑动干摩擦磨损过程。根据磨损曲线和摩擦系数的变化,发现其摩擦磨损过程存在一个干摩擦向边界摩擦过渡的亚稳定阶段,稳定阶段的磨损率和摩擦系数仅为未浸油干摩擦磨损试验时的三分之一。利用SEM分析各阶段磨损表面形貌,QPQ表面改性层磨合阶段的主要磨损机理为黏着磨损,亚稳定和稳定阶段对应的磨损机理为显微切削和划伤。试验结果表明,QPQ表面改性层外表面存在一定程度的疏松层可以储存润滑油,降低摩擦因数,避免或减轻了黏着磨损及磨粒磨损。     

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.