润滑脂中磨粒对钢表面摩擦学性能的影响

轴承中的润滑脂在长期使用过程中会存在大量的固体颗粒,这些固体颗粒尤其是金属颗粒能对运动表面产生严重的磨损,从而引起设备功能失效。在各种磨损形式中,磨粒磨损对设备造成的损失最为严重。为了研究润滑脂中磨粒对钢界面摩擦学性能的影响,考察了磨粒尺寸、磨粒浓度、载荷和转速对材料磨损的影响。结果表明,在一定范围内,随着磨粒尺寸和浓度的增加,钢材料表面的磨损量也在增加,且磨粒浓度的增加对材料的磨损程度大于磨粒尺寸的增加对材料的磨损程度。另外,转速和载荷的增加也会提高材料表面的磨损量。     

pd因子对金属材料磨损行为的影响

金属材料的磨粒磨损性能常采用载荷(p)或磨粒尺寸(d)单因素参数进行评估,为了考察载荷和磨粒尺寸对金属材料磨损性能的综合影响,本文提出用pd因子(载荷与磨粒尺寸的乘积)来表征金属材料的磨损行为,研究了pd因子与不同金属材料磨损量之间的关系。结果表明:根据统计分析结果,金属材料的磨损量与pd因子呈现线性关系,随着pd因子值的增加,金属材料的磨损量也随之增加。利用弹性理论,建立了金属材料磨粒磨损的新模型,该模型能较好的反映pd因子对金属材料磨粒磨损性能影响的特征和机制。     

医用NiTi合金在Hank's模拟体液中的微磨损行为

目的 研究医用NiTi合金在Hank’s模拟人体生理溶液中的微磨损行为。方法 采用TE66微磨粒磨损试验机对医用NiTi合金进行微磨损测试,计算合金磨损率,采用SEM观察合金磨损后的表面形貌来分析磨损机制。在测试过程中考虑加载载荷、磨损颗粒浓度、磨损颗粒类型及尺寸对合金微磨损行为的影响。结果 NiTi合金的磨损率随载荷的增加而降低。当载荷小于1.0 N时,合金的磨损率受磨损颗粒浓度的影响不大;当载荷大于1.0 N时,合金的磨损率随磨损颗粒浓度的增加而增加。在同一尺寸下,由于SiC颗粒具有较高的硬度和较大的切削力,所导致的NiTi合金的磨损率比Al2O3颗粒造成的磨损率要大。当磨损颗粒为SiC时,NiTi合金的磨损率随磨损颗粒尺寸的变化无明显规律性。在所涉实验条件下,当磨损颗粒为SiC F1200,摩擦配偶为ZrO2,加载载荷为2.0 N,磨损颗粒质量浓度为0.05 g/cm3时,所获得NiTi合金的磨损率最低,为2.3×10?5 mm3/(N?m)。结论 在同一磨损颗粒浓度下,合金的磨损率随加载载荷的增加而降低。在较低载荷时,磨损颗粒的浓度对合金的磨损率影响不大;在较高载荷下,随磨损颗粒浓度的增加,合金的磨损率增加。磨损机制以磨粒磨损为主。     

耐磨管线钢磨粒磨损机理

对同成分不同组织的试制耐磨管线钢进行磨粒磨损试验,并对磨损表面形貌进行扫描电镜观察并对该表层磨损失重进行分析。结果表明:加载载荷对于磨损结果的影响大于对磨损距离和磨粒尺寸的影响;当磨粒尺寸或载荷较小时,主要的磨损机制为微观切削:当磨粒尺寸或载荷较大时主要磨损机制为疲劳断裂,反复的塑性变形使材料疲劳脱落,造成磨损;材料亚表层组织的塑性变形随磨粒尺寸的增大而加重,材料损失也会加剧。     

电气机车接触线用Cu-0.1Ag合金的滑动磨损行为

对铜/铝复合接触线用Cu-0.1Ag合金采用45号钢及青铜为摩擦副进行磨损试验,观察了不同载荷和滑动速度下试样磨损表面的形貌。结果表明,磨粒磨损和粘着磨损是铜银合金滑动磨损的主要机制。以45号钢为摩擦副时,磨损表面有大量的塑性变形发生,滑动方向上有明显的犁沟和切削痕迹,在磨损表面有氧化铜生成,它既是磨损过程中的磨粒又是润滑剂;以青铜为摩擦副时,磨损表面产生严重的剥落坑和粘着块,且磨损量明显大于以45号钢为摩擦副的磨损量。     

A359-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的干滑动磨损性能

研究了新型反应体系A359-Zr(CO3)2熔体反应法制备的(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料干滑动磨损性能.结果表明:复合材料的磨损量随着载荷的增大和时间的延长均远小于基体磨损量,由于颗粒的支撑和减磨作用,使得同一条件下复合材料的磨损量随颗粒体积分数的增加而减少;当载荷为98 N时,12%(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料的磨损量为20.2 mg,而基体材料的磨损量为54.5 mg,复合材料比基体材料耐磨性提高了2.5倍;由磨损表面SEM观察表明,基体A359合金存在严重粘着和变形,表现为粘着磨损和剥层磨损,复合材料的磨损类型表现为磨粒磨损.     

偶件表面粗糙度对回转支承隔离体使用性能的影响

目的 掌握偶件表面粗糙度对回转支承隔离体使用性能的影响规律。方法 利用M-2000实验机考察了在2号锂基润滑脂和20#机油润滑条件下,轴承GCr15滚动体表面粗糙度对PA1010、HPb59-1等隔离体使用性能的影响,分析了载荷、速度以及偶件表面粗糙度对摩擦系数、磨损量的影响规律,并观察了磨损表面的微观形貌,探讨了PA1010、HPb59-1等隔离体的损伤机制。结果 随GCr15钢环表面粗糙度增加,摩擦系数、磨损量均呈上升趋势,PA1010摩擦学性能受偶件表面粗糙度的影响程度显著高于HPb59-1。表面粗糙度值相同时,随实验载荷增加,摩擦系数略有降低,但变化不大,磨损量随实验载荷的增加而增长较快。200、400、600 N三种载荷下,PA1010磨损量的平均比值为1∶1.64∶2.44,HPb59-1磨损量的平均比值为1∶2.92∶3.74。20#机油润滑时的摩擦系数低于2号锂基润滑脂润滑,对PA1010而言,平均降低了52.7%左右,对HPb59-1,平均降低了41.8%左右。结论 GCr15偶件表面粗糙度增加引起摩擦系数、磨损量上升,且对PA1010影响更大。润滑剂对磨损量的影响和GCr15钢环表面粗糙度密切相关,表面粗糙度值小时,影响甚微;随着表面粗糙度值增大,润滑剂所产生的影响越来越明显。PA1010、HPb59-1磨损表面均呈现出磨料磨损特征。研究结果为回转支承的设计提供了实验和理论参考依据。     

铝合金表面TiN涂层的干摩擦磨损性能研究

采用多弧离子镀技术在铝合金表面沉积了Ti N薄膜。利用球盘摩擦磨损试验仪研究了载荷和转速对Ti N薄膜的摩擦磨损性能的影响。试验以Si3N4为对磨体,磨损半径为5mm,试验环境为室温。结果表明:存在一临界载荷,使得摩擦系数和磨损量产生突变;转速增加,摩擦因数基本不变,但磨合时间有所缩短。利用SEM观察磨痕形貌,对磨损机理进行了分析。随着载荷和转速的增加,Ti N薄膜的磨损机制从轻微粘着磨损逐步向磨粒磨损转变。     

铸造高钼高速钢的显微组织与磨粒磨损性能

采用铸造法制备了钼含量为10wt%的高钼高速钢,利用SEM、XRD、EDS分析了显微组织,并利用ML-100型销盘式磨损试验机测试了磨粒磨损性能。结果表明:高钼高速钢中的碳化物为M_2C型碳化物,经过热处理后,其基体组织为马氏体和奥氏体。磨粒尺寸与载荷对高钼高速钢的磨损性能有显著影响,随着磨粒尺寸或载荷增大,磨损量显著增加。磨损失效形式为磨粒对高速钢的显微切削。当磨粒尺寸及载荷较小时,M_2C型碳化物能有效地发挥作用而抵抗磨粒的显微切削,反之,当磨粒尺寸及载荷较大时,磨粒经过碳化物时会对其耕犁而掀起碳化物,碳化物不能有效的保护基体,导致磨损较为严重。     

TiB_2颗粒尺寸和质量分数对原位自生TiB_2/Al复合材料耐磨性能的影响

采用原位合成法制备了不同质量分数的TiB_2/Al复合材料,从热力学计算和试验两方面进行分析,得出原位自生法合成的复合材料中仅有TiB_2颗粒且稳定存在。借助激光粒度仪、摩擦磨损试验机、扫描电镜等分析了通过萃取试验获得TiB_2颗粒的粒度以及其对TiB_2/Al复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,TiB_2颗粒尺寸随TiB_2/Al复合材料中TiB_2含量的增加而增加。随着载荷的增加,相同TiB_2含量复合材料的平均摩擦系数呈现减小的趋势,而磨损量快速增加;相同载荷下,随着TiB_2含量的增加,复合材料的平均摩擦系数和磨损量均先减小后增大。通过对磨损表面形貌分析,发现复合材料在试验条件下的磨损机理由粘着磨损转变为粘着磨损和磨粒磨损。     

Hank's模拟体液中医用TLM合金的微磨粒磨损行为

采用TE66微磨粒磨损实验机对外科植入材料Ti-Zr-Nb-Mo-Sn(TLM)钛合金在Hank's模拟人体体液中的微磨粒磨损行为进行研究。通过正交实验结果可知:影响TLM钛合金微磨粒磨损行为的各因素的显著程度由高到低依次为料浆浓度、载荷、滑移速度、磨粒及滑移距离,并研究料浆浓度对TLM钛合金微磨损行为的影响。结果表明:不同载荷下,由于单位体积内的磨粒数量增加致使TLM钛合金的磨损体积随料浆浓度增加而增加;摩擦因数在微磨损-腐蚀共同作用下随料浆浓度增加先增加而后降低,主要是由于随着微磨损-腐蚀的进行,在摩擦副表面产生氧化膜或钝化膜,而这些膜具有一定的润滑作用致使摩擦因数降低;同时可得知在浓度相同时,载荷越大,摩擦因数越大。     

Ti基内生枝晶非晶复合材料的摩擦磨损性能

采用电弧熔炼-铜模吸铸法制备Ti_(43)Zr_(27)Mo_5Cu_(10)Be_(15)非晶复合材料,利用销-盘式摩擦磨损试验机进行干滑动磨损试验,研究了载荷、转速和时间对非晶复合材料的摩擦磨损性能的影响。利用X射线衍射仪分析物相,扫描电镜观察分析磨损表面的形貌,探讨非晶复合材料的磨损机理。结果表明,在不同载荷、转速条件下摩擦因数比较低且稳定在0.219 0~0.367 5之间,磨损量为2.0~31.9mg;随着转速、载荷的增加,动态摩擦因数波动幅度逐渐减小,磨损量增大。磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损,并伴有塑性变形。     

高铝铜合金粗粉超音速等离子喷涂层的边界润滑摩擦特性

采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备高铝铜合金粗粉涂层,对涂层进行边界润滑摩擦实验,分析涂层的摩擦磨损特征及表面元素的质量损失。结果发现:涂层的摩擦因数随外加载荷的增加呈逐渐下降趋势;尽管磨损量随载荷的增大逐渐增加,但磨损率呈下降趋势,表明随外加载荷的增加涂层耐磨性能逐渐增强。涂层在中低载荷下以磨粒磨损为主,当载荷达到高载荷540 N时,涂层由磨粒磨损向疲劳磨损转变,并在犁沟边缘发生疲劳磨损的同时表现出轻度的粘着磨损。边界润滑条件下,涂层元素的质量磨损主要表现为Cu元素的损失,磨粒磨损留下的犁沟为O元素进入摩擦界面提供通道,使涂层表面形成微氧化膜。     

经ECAE处理后GCr15钢的摩擦磨损机理分析

采用等通道转角热挤压方法对Gcr15钢进行处理,并分析其摩擦学性能的影响机理。结果表明,经ECAE处理后GCr15钢晶粒得到细化,磨粒尺寸也就随之减小。这样两接触摩擦表面间的磨粒压入软基体的深度也就降低了,摩擦磨损过程中摩擦表面磨损体积减小就会使试样的磨损量显著减小,从而使GCr15钢试样的耐磨性能大大提高。     

滑动速度对纳米颗粒复合镀层摩擦性能的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒复合镀层,并且在球-盘式肇擦磨损试验机上对比研究了纳米颗粒复合镀层与普通快速镍镀层在含污染物油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明纳米颗粒复合镀层的摩擦系数和磨损量均小于快速镍镀层。随滑动速度增加,两种镀层磨损量都先减少后增加,但纳米颗粒复合镀层磨损量增加的幅度小于快速镀镍层c两种镀层的磨损机理均为磨粒磨损和粘着磨损。由于纳米颗粒的强化作用,复合镀层的耐磨性优于快速镀镍层。     

磁流体极性对钛合金表面织构的摩擦学性能研究

目的 研究磁流体的极性对钛合金光滑表面和织构表面摩擦学性能的影响。方法 以水基磁流体、煤油基磁流体、去离子水和煤油为润滑剂,在UMT?3摩擦磨损试验机上分别进行钛合金光滑表面和织构表面的摩擦磨损实验,得到极性不同的磁性颗粒对不同表面的摩擦因数、磨损量和磨损形貌的影响规律。结果 在光滑钛合金表面,极性磁性颗粒使得摩擦因数下降了8.42%,磨痕宽度下降了8.47%,磨损方式由严重的磨粒磨损和黏着磨损转变为轻微的磨粒磨损。非极性磁性颗粒使得摩擦因数上升了33.94%,磨痕宽度上升了42.20%,磨损方式由轻微的黏着磨损转变为严重的磨粒磨损。在织构表面,极性磁性颗粒的减摩作用进一步增强,而非极性磁性颗粒并没有明显的减摩作用。结论 采用不同极性磁流体润滑时,极性磁性颗粒更容易吸附在钛合金表面,从而增加油膜的厚度和刚度,减小其摩擦因数。     

Si含量对铝基复合材料摩擦性能的影响

采用粉末冶金法制备Si颗粒增强铝基复合材料,在不同的载荷条件下进行干摩擦试验,研究增强相Si含量对材料摩擦性能的影响。结果表明,增强相Si的加入有效提高了复合材料的摩擦性能;随着Si含量的增加,摩擦因数和磨损量均先减小后增大,当Si含量达到12%时,其摩擦性能最好。通过SEM和EDX分析铝基复合材料磨损表面,其磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

摩擦条件对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能影响的研究

利用摩擦磨损试验机(UMT-2)对铜基粉末冶金材料进行研究,得到不同对偶摩擦副、摩擦速度、压力对摩擦系数和磨损量(深度)的影响;利用白光干涉仪和扫描电镜观察磨痕,分析其磨损机理。结果表明,当材料硬度低于粉末冶金材料中基体组元硬度时不适合用作对偶摩擦副;摩擦副材料对磨损机理有显著影响,钢与铜基粉末冶金材料间磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主,陶瓷与铜基粉末冶金材料间摩擦会先在陶瓷表面形成氧化黏着层再进行摩擦;压力一定时,随速度增加,钢/陶瓷-铜基粉末冶金材料的摩擦系数呈下降趋势,磨损量(深度)呈上升趋势;速度一定时,随压力增加,钢-铜基粉末冶金材料摩擦副的摩擦系数降低,磨损量(深度)增大。     

A359-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的组织及润滑磨损性哪

研究了新型反应体系A359-Zr（CO3）2熔体反应法制备的（Al3Zr＋Al2O3）p／A359复合材料边界油润滑条件下的滑动磨损性能。结果表明，由于颗粒的支撑减磨作用，复合材料的磨损量随载荷的增大和时间的延长均远小于基体材料，当载荷为1176N时体积分数为12％的复合材料磨损量为4．9mg，而基体材料的磨损量为27．5mg，复合材料比基体材料耐磨性提高了6倍；由磨损表面SEN观察表明：基体A359合金存在严重粘着和变形，表现为粘着磨损和剥层磨损，复合材料的磨损类型表现为磨粒磨损。     

SiCp/A356复合材料的摩擦磨损性能

以Al₂O₃ 陶瓷球为对偶材料,借助UMT-2型摩擦磨损试验机研究了温度、载荷和转速对铸态SiC_p/A356复合材料干滑动摩擦磨损特性的影响,并利用扫描电镜和奥林巴斯激光共焦扫描显微镜观察分析其磨损行为。结果表明,载荷和转速一定时,随温度的升高,材料的摩擦稳定性和耐磨性能急剧下降,磨损机理也由剥落磨损转变为严重的粘着磨损。磨损过程中,载荷和转速引起材料摩擦表面温度变化,以及材料中SiC颗粒的影响,使得材料的磨损率随载荷增加而增加,摩擦系数则随载荷先增加后减小。随温度、载荷和转速增加,复合材料的摩擦稳定性和耐磨性都大幅度下降。