载荷对Kevlar/PTFE纤维混杂织物摩擦学性能的影响

采用电子小样织机机织Kevlar/PTFE纤维混杂织物,借助于MMU-5G端面摩擦磨损试验机,激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）,考察了Kevlar/PTFE纤维混杂织物在高速、干摩擦时不同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明,在转速为300 r/min下,载荷越高,稳态摩擦系数值越低,随着载荷的不断增加,稳态摩擦系数下降趋势变缓;织物磨损深度随载荷增加而增加,但磨损率反而降低,织物的摩擦磨损与织物结构有关,磨损方式主要为磨粒磨损,以及PTFE在法向载荷挤压和摩擦剪切作用下发生塑性变形。     

指尖密封用炭-炭复合材料摩擦磨损性能

为确定指尖密封用炭-炭(炭纤维增强炭基体)复合材料的摩擦学性能,针对指尖密封的轻载使用条件,应用UMT-2摩擦磨损测试仪进行炭-炭复合材料摩擦磨损性能试验,测量摩擦系数与磨损率,并采用扫描电子显微镜(SEM)分析材料的摩擦磨损机理.结果表明,无纬布层垂直于摩擦平面时,材料的摩擦系数和磨损率较低.载荷增加,较高密度材料的磨损率增加缓慢,摩擦系数减小.与载荷相比,材料磨损率受频率的影响较小,且随频率升高摩擦磨损性能越好.磨损表面的SEM分析表明:低频、低载条件下材料发生磨粒磨损;频率的提高加快磨屑膜的成形,自润滑能力增强;载荷的增加虽使磨屑快速被挤压形成磨屑膜,但磨屑膜被不断挤出剥落,纤维裸露断裂产生严重磨损,这一点在材料密度较低时表现更为显著.选用较高密度的材料以及布置无纬布层垂直于摩擦平面可以有效缓解密封材料的磨损.     

AZ61镁合金滑动摩擦磨损性能

研究铸态AZ61镁合金在销-盘接触模式下的干磨损行为,测量AZ61镁合金在0.1~2.0 m/s滑动速率下加载20~360 N时摩擦系数和磨损率的变化,结果表明:合金磨损机制包含了微观切削、氧化磨损、磨粒磨损、剥层磨损、热软化磨损和融化磨损。加载载荷较小时,滑动速率增加减少磨损面之间微接触点作用时间,造成材料应变滞后,合金磨损率逐渐减小,摩擦系数减小。增加载荷,滑动速率增加,剥层磨损出现并主导磨损率的增加。其后热软化磨损和融化磨损导致磨损表面材料转移更加严重,磨损率出现急剧增加。热软化时发生化合物融化导致磨损率增加不连贯性。     

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.     

载荷对氧化锌晶须增强尼龙摩擦磨损的影响

采用热压成型方法制备了不同质量分数氧化锌晶须(ZnOw)尼龙1010(PA1010)复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了试验研究,分析了复合材料的磨损机理.结果表明,填充ZnOW可以增加尼龙的压缩强度和弹性模量;提高并稳定尼龙复合材料的摩擦系数,增强复合材料的抗磨损性能.纯尼龙随着载荷的增大摩擦系数急剧降低,磨损率上升,而复合材料的摩擦系数和磨损率受载荷的影响较小.当ZnOw质量分数达到15%时,复合材料的摩擦系数最高,磨损率最低.纯尼龙的磨损随着正压力的增加由磨粒磨损和轻微黏着磨损转变为热破坏.ZnOw/PA复合材料随着ZnOw质量分数的增加,磨损由黏着磨损,转变为犁沟、疲劳断裂和转移膜的反向转移.     

C/C复合材料的摩擦磨损行为研究

利用HIT-1型球盘式摩擦磨损试验台,以C/C复合材料与GCr15钢为配副进行摩擦磨损实验。研究了C/C复合材料的摩擦系数与时间、载荷和速度的关系,分析了工况环境对摩擦系数的影响,获得了磨损量与载荷和速度的相关关系。结果表明:C/C复合材料的摩擦系数在摩擦磨损初期减小,随后在较小区间内平稳波动;摩擦系数在不同载荷条件下随速度变化趋势不同,当载荷为8 N时摩擦特性随速度变化最稳定,速度为0.576 m/s时摩擦特性随载荷变化最稳定;不同试验环境中摩擦性能呈现规律不同;C/C复合材料摩擦磨损过程中磨损率随速度缓慢增大,随载荷缓慢增大。     

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。     

聚四氟乙烯填充PA1010的摩擦磨损性能研究

以注塑成型法制备了聚四氟乙烯(PTFE)填充PA1010复合材料,利用M-2000磨损试验机测试了该复合材料与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样磨损表面形貌.结果表明:PTFE填充PA1010可显著改善尼龙复合材料的摩擦磨损性能.w(PTFE)为25%时,复合材料的摩擦学综合性能最佳.复合材料的摩擦系数和磨损体积随施加载荷、滑动速度的增加分别呈现降低和增加的趋势.在200 N载荷下,复合材料磨损主要为磨粒磨损;在400 N载荷下,磨损表现为黏着磨损和磨粒磨损共同作用.在滑动速度为0.21 m/s时,材料摩擦表面因挤压发生塑性流变,其磨损机理为磨粒磨损;在滑动速度为0.84 m/s,复合材料因热疲劳和应力疲劳发生剥层,磨损机理转变为疲劳剥层磨损.     

软磨粒冲刷下材料的行为及磨损机理

研究了具有不同硬度的材料在不同硬度的磨粒冲刷下的磨损特性。结果表明,在相对较软磨粒冲刷下,即使磨粒硬度低于材料硬度,也能使材料发生磨损。且韧性材料的冲刷磨损率随冲击角的增大而增大。对材料的磨损形貌进行了研究,其软、硬磨粒造成的磨损形貌是不相同的。在低角度下,较软磨粒的冲刷使材料发生犁沟及小片脱落,而不像通常硬磨粒冲刷下材料呈现微切削及锻和挤压。研究了热处理硬化后钢在较软磨粒冲刷下的磨损行为,建立了硬度影响磨损率的规律。在高硬度的磨粒冲刷下(H_p/H_m>3)*,材料的硬度变化对冲刷磨损率影响很小,即以热处理硬化来改善材料抗冲刷磨损作用并不大。而在较软磨粒冲刷下(H_p/H_m<3)材料硬度对冲刷磨损率有影响,热处理强化可提高材料抗冲刷磨损性能。     

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。