碳纤维增强热塑性聚酰亚胺的力学性能和摩擦磨损性能

用电子万能试验机和摩擦磨损试验机考察了短切碳纤维(CF)增强热塑性聚酰亚胺(PI)复合材料的力学性能和摩擦磨损性能,并通过扫描电镜(SEM)观察磨损面微观形貌,从而确定其主要磨损机理。结果表明:短切碳纤维可以提高复合材料的抗压强度,但对抗拉强度和抗弯强度的增强效果不明显,而冲击强度会有所下降。适量碳纤维的加入可以有效改善材料的摩擦磨损性能,其中10%碳纤维填充PI摩擦因数为0.12,仅为纯PI的44.4%,但随CF含量进一步增大(最大达到30%),摩擦因数趋于稳定;材料磨损率随CF加入下降了一个数量级,其中10%CF填充PI的磨损率最低,为1.83×10-8cm3.N-1.m-1。低含量碳纤维复合材料磨损机理以粘着磨损为主,而高含量时主要是磨粒磨损。     

深冷处理对TiAlN涂层刀具微观组织及力学性能的影响

深冷处理可改变涂层刀具的微观组织和力学性能,有助于改善刀具切削性能。在不同深冷温度(-110℃,-150℃,-190℃)下对TiAlN涂层硬质合金刀具进行深冷处理,并利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射观测不同深冷温度下硬质合金基体微观组织和物相结构变化,检测和分析了深冷处理前后涂层硬质合金刀具硬度和涂层-基体结合强度。结果表明,深冷处理能显著提高刀具硬质合金基体硬度和涂层-基体结合强度,且-190℃为最佳深冷处理温度。深冷处理促进硬质合金基体中η相碳化物的形成和粘结相Co的马氏体转变,使刀具性能得到提升。     

金属陶瓷成份对其摩擦磨损性能影响研究

金属陶瓷是由金属基体、陶瓷成份和润滑剂等组成的多元复合材料。本文研究了金属陶瓷的金属基体含量、陶瓷颗粒、润滑剂的含量和粒度等各主要组份对其摩擦磨损性能和力学性能的影响规律。结果表明，金属基体含量应不低于７５％，ＳｉＯ２含量为６％、粒度为－３００目，石墨含量为１０％、粒度为－２００目时，材料在１００￣３５０℃时的摩擦磨损性能较好。     

离子注入对钛合金表面摩擦磨损性能的研究进展

离子注入通过高速轰击钛合金表面,能有效改善材料表面性能。本文综述了离子注入的特点及改性机理,介绍了注入离子的种类及注入参数对钛合金表面摩擦磨损性能的影响,并对离子注入的不足及发展趋势进行了分析。     

纳米氧化铝对聚甲醛力学性能及摩擦磨损性能的影响

用双螺杆挤出机制备了纳米氧化铝改性聚甲醛材料,研究了纳米粒子在基体中的分散状态、复合材料的力学性能及摩擦磨损性能.结果表明:纳米粒子在基体中基本达到了纳米级的分散;纳米氧化铝的加入使材料变脆,但刚性增强,聚甲醛纳米复合材料的干摩擦性能降低,磨损的主要机理为磨粒磨损,聚甲醛纳米复合材料的油摩擦性能得到了显著提高.     

深冷处理对CrWMn钢组织性能影响

测定了经不同规范热处理后ＣｒＷＭｎ钢组织和性能。结果表明，与常规热处理、冷处理相比较，深冷处理使残余奥氏体量减少，硬度增加，耐磨性提高．但耐磨性并不始终随硬度增加而提高，只有硬度与韧性较好地匹配，才能得到较高的耐磨性．     

原材料对制动摩擦材料磨损性能的影响

采用组合摩擦材料研究的组合筛选原材料方法,研究原材料对制动摩擦材料磨损性能的影响,提出用原材料的摩擦磨损性能谱及磨粒磨损和黏着磨损2种磨损机制的竞争关系(V机制)解释制动摩擦材料的磨损性能。根据摩擦磨损性能谱,基于原材料在制动摩擦材料中的作用和对磨损性能的贡献,可把原材料分为润滑区、过渡区和磨料区,处在润滑区的固体润滑剂的耐磨性最好,处在磨料区的陶瓷磨料的耐磨性次之,处在过渡区的纤维和填料的耐磨性最差;有机合成、天然纤维和树脂基体在高温的摩擦化学反应导致热磨损。根据V机制,通过对摩擦断裂表面形态观察,可判断原材料的耐磨性。     

钛合金与陶瓷配副干滑动摩擦磨损性能研究

采用摩擦磨损试验机、超景深显微镜和激光共聚焦显微镜,考察不同载荷和速度下不同硬度钛合金盘与陶瓷球配副的摩擦因数、磨损体积和表面形貌,并探讨其磨损机制。通过极差与方差分析发现:摩擦速度对摩擦因数的影响最大,载荷的影响次之,钛合金基体硬度的影响最小;当载荷为2 N,速度为300 r/min,硬度为HV480时,摩擦因数最小。基于正交试验的最优结果,开展控制变量试验,试验结果表明:载荷小于2 N时,钛合金以磨粒磨损为主,载荷为4 N时,钛合金的磨损形式为磨粒磨损和氧化磨损,载荷为6 N时,钛合金的磨损形式为剥层磨损并伴有严重的氧化现象;摩擦速度50 r/min时,钛合金以磨粒磨损为主,摩擦速度小于100 r/min时,钛合金以磨粒磨损为主,摩擦速度为250 r/min时,钛合金的磨损形式以剥层磨损为主。钛合金的磨损模式在载荷小于2 N时以磨粒磨损为主,在载荷为4N时为磨粒磨损和氧化磨损,在载荷为6 N时为剥层磨损并伴有严重的氧化现象。     

温度对搅拌摩擦焊接接头摩擦磨损性能的影响

通过对搅拌摩擦焊过程中铝合金板上各特征点在不同焊接参数的温度变化规律的检测,研究搅拌摩擦焊接参数对焊接过程温度场的影响,搅拌摩擦焊焊接接头的摩擦磨损行为,以及搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能随温度的变化趋势。结果表明:在搅拌头旋转速度一定时,各特征点的温度峰值会随焊接速度的增加而降低,在焊接速度一定时,特征点的温度峰值会随搅拌头旋转速度的增加而升高;搅拌摩擦焊接头磨损表面呈现轻微的疲劳磨损特征,无明显的表层剥落开裂迹象;试样的磨损量与接头区域的焊缝成型有密切关系,而焊缝的成型质量与温度场的分布有密切联系,试验表明温度场梯度越小,磨损量越小。     

Effects of Mechanical Properties on the Wear Resistance of Journal Bearing Alloys

Sample quantities of eight bearing alloys were produced in thick (> 5mm) plates with microstructures similar to those obtained in the thin layers of automotive journal bearings. These materials consisted of four sintered leaded bronze alloys containing various amounts of lead and tin, a cast leaded bronze alloy, a cast lead babbitt, and a wrought aluminum-silicon alloy, in both the prior-to and after precipitation hardened conditions. Specimens machined from these sample plates were used in tensile, hardness, and wear experiments. Tensile tests were conducted at two temperatures and two strain rates. In order to eliminate the chemical effects of lubricant additives on tribological performance, wear experiments were conducted with a base oil containing no additives. As such, only the effects of the bulk characteristics of the bearing alloys on wear behavior were evaluated experimentally. Correlative analysis by both a graphic method and standard statistical computer technique were employed to identify parameters which affect wear resistance. Bulk material properties such as hardness, strength, ductility, temperature sensitivity, and strain rate sensitivity were found to contribute only secondary effects on the wear rates of specific alloy families. Adhesive wear behavior was found to be dependent on the transfer characteristics of the materials tested in all cases.     

Slurry Erosion Wear Resistance and Impact-Induced Phase Transformation of Titanium Alloys

Erosion wear resistance and impact-induced phase transformation of titanium alloys TA2 (pure Ti), TC4 (Ti–6Al–4V) and TC11 (Ti–6.5Al–3.5Mo–1.5Zr–0.3Si) were investigated using a slurry jet tester. The slurry erosion wear resistance of TA2 is comparable to that of 304 stainless steel, especially at the impingement angle 90°. Although TC4 and TC11 have higher hardness, TA2 possesses the best erosion wear resistance except TC11 at 15°. With the increasing erosion time, the eroded surface hardness of TC11 at the impingement angle 90° increases and then decreases, while the volume loss rate drops in the first 15 min, then increases until 30 min, and then slightly decreases again. With XRD characterization and SEM observation, erosion-induced phase transformation from metastable β-phase to α-phase is proved on the surface of titanium alloy TC11. And the thickness of visible phase transformation layer is about 10 μm. Phase transformation influences the erosive wear mechanism of titanium alloys. At the impingement angle of 30°, the material removal of TC4 and TC11 can be described as micro-plowing and lip extruding, while plowing mark is not a typical surface morphology of TA2, indicating a better work-harden ability. So, stabilizing β-phase can be an effective way to improve the erosion wear resistance of titanium alloys.     

低温钛合金的研究应用现状及发展趋势

随着超低温技术的进步,开发低温材料成为必然的发展趋势.由于其具有优良的低温性能,钛合金作为低温材料受到了广泛的关注.对近年来国内外在低温钛合金材料研究与应用领域的最新进展进行了评述,并指出了其发展趋势.     

深冷处理对硬质合金刀具耐磨性影响的研究

对YT15硬质合金数控车刀进行了深冷处理正交实验,通过对深冷处理和未经深冷处理车刀耐磨性能、硬度、晶格常数的考察,并用极差分析法对实验数据进行处理,找出了影响YT15硬质合金刀具耐磨性的深冷处理工艺的关键因素.     

表面纳米化纯钛的摩擦磨损性能

利用阳极氧化法在钛表面制备具有不同管径的TiO2纳米管层,分别在大气及润滑液环境里,以球/平面接触方式,在PLINT高精度液压伺服式微动磨损试验机上,对经阳极氧化处理的纯钛(对磨偶件为12mmGCr15钢球)在40N的法向载荷下进行微动磨损试验,对试样表面形貌和显微硬度进行分析,采用轮廓仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对磨斑进行分析。结果表明:润滑时,试样的摩擦因数和磨损深度均小于干摩擦时;大管径试样在润滑下的摩擦因数最低,磨损程度也最小,当管径增至一定值(如100nm)时磨损趋缓;干摩擦下,钛表面纳米管的存在降低了摩擦因数,减小了磨损,但纳米管径大小对其磨损过程没有明显影响;纳米管层的磨损的机制为磨粒磨损、疲劳磨损、黏着磨损及氧化磨损。     

钛合金的表面渗碳工艺及其耐磨性能

利用真空加热技术对Ti6Al4V合金表面进行渗碳处理;用X射线衍射仪分析了表面渗碳层的成分;用多功能微观摩擦试验机考察渗碳层的耐磨性能;用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌.结果表明:真空渗碳处理后在合金表面形成了TiC;真空气体渗碳后钛合金渗碳层硬度最高可达876 HV;渗碳后试样的耐磨性能有了显著的提高;在血浆润滑条件下,钛合金以塑性变形和犁沟磨损为主.     

TC17钛合金低温铣削表面粗糙度预测

进行了TC17钛合金低温铣削试验,研究了不同切削条件下的已加工表面粗糙度.采用回归分析方法建立了表面粗糙度经验模型,研究了射流温度、每齿进给量、铣削速度和径向切削深度对表面粗糙度的影响规律.基于BP神经网络建立了表面粗糙度预测模型,并与经验模型进行了对比分析.研究结果表明,基于经验模型表面粗糙度值与参数间存在强相关性(...     

钛合金表面硅电极电火花强化及其耐磨性能

用硅电极分别在空气和硅油中对钛合金表面进行了电火花沉积强化改性。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、辉光放电光谱仪分析了改性层的形态、结构和成分分布,采用显微硬度计测试了改性层的硬度分布,通过电化学极化曲线和交流阻抗技术测试评价了改性层的耐蚀性,利用球-盘磨损试验机研究了改性层的耐空气环境磨损与耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。研究结果表明:硅电极在空气中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2、Si和TiN,硬度达2180HK。硅电极在硅油介质中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚的合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2和TiC,硬度达1810HK。硅电极电火花强化改性层的组成和硬度沿层深均呈梯度变化。硅电极电火花强化改性层显著提高了钛合金基材的抗空气环境干磨损性能,显著提高了钛合金基材的耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。     

生物医用钛合金TiN涂层微磨粒磨损及耐蚀性初步研究

对生物医用Ti6Al4V合金表面TiN涂层机械力学性能进行了研究,在分析力学性能的基础上,考察了TiN涂层在蒸馏水和Hank’s模拟体液中的耐磨性,并在Hank’s模拟人体体液中研究了TiN涂层在静态环境中的腐蚀行为。结果表明:在Ti6Al4V合金表面沉积TiN涂层后,其耐磨性和耐蚀性大大提高,有利于改善钛合金在人体环境中的使用寿命。     

医用TZNT钛合金微磨粒磨损研究

采用TE66试验机研究了TZNT钛合金的微磨粒磨损行为,考察了磨损体积随滑行距离、载荷和液体介质的变化,并建立了TZNT钛合金的材料流失图.研究表明:TZNT钛合金的磨损体积随着滑行距离的增加而增加,但随载荷增加呈现的规律性不强,且相同条件下在Hank's模拟体液中的磨损体积小于其在蒸馏水中的磨损体积.随着载荷增大,TZNT钛合金的磨损机制由三体磨损向混合磨损过渡;材料流失图中大部分区域为中等流失区,局部出现低流失区,无高流失区出现.