不同工况下丁腈橡胶的摩擦磨损机理

为了合理选择螺杆泵定子橡胶材料以提高螺杆泵的使用寿命,分析了不同工况下丁腈橡胶与金属配副的摩擦磨损机理.采用MPV-600环块式摩擦磨损试验机对不同炭黑质量分数的丁腈橡胶在变载荷情况下进行摩擦磨损试验,利用体视显微镜观察橡胶磨损后的表面形貌,使用红外光谱仪分析表面官能团变化.试验结果表明:干摩擦情况下,磨损量在一定炭黑质量分数范围内随其增加而减小,磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损;水润滑情况下,由于水的润滑及冷却作用,炭黑质量分数适中的橡胶耐磨性最好,磨损机制为磨粒磨损;原油润滑低载荷情况下,磨损量几乎不受炭黑质量分数的影响,而高载荷情况下,炭黑质量分数越高,磨损量越小,其磨损机制以腐蚀磨损为主.     

添加微细铬铁粉对烧结钢摩擦磨损性能的影响

研究了加入不同含量的微细铬铁粉对烧结钢干摩擦磨损性能的影响,并借助于扫描电镜观察分析其磨损形貌,探讨摩擦磨损机制。研究结果表明:添加微细铬铁粉可改善烧结钢的强度、硬度和摩擦磨损性能,铬的质量分数为1.5%时,耐磨性最佳。磨损造成一定厚度的塑性变形,硬度较高的材料塑性变形层较薄。磨损早期,磨粒磨损是主导机制,磨损后期,由于塑性变形导致亚表层产生裂纹,进而发生的剥层磨损是主导磨损机制。     

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.     

氮化硅基陶瓷的摩擦磨损特性研究

采用热压烧结方法制备氮化硅和氮化硅基两种陶瓷.利用球-盘式摩擦磨损试验机对氮化硅陶瓷摩擦副在室温干摩擦环境中的摩擦磨损特性试验研究.结果表明在相同的试验条件下,加入TiC颗粒改善了Si3N4陶瓷的脆性,但耐磨性能提高不大,磨损率略优于Si3N4.Si3N4的磨损主要是磨粒磨损和脆性剥落,而TiC复合材料的磨损表现为磨粒磨损和TiC颗粒的剥落,之后剥落的TiC颗粒又作为磨粒对试样产生更大的磨损,所以导致磨损率提高.     

氮化硅基陶瓷的摩擦磨损特性研究

采用热压烧结方法制备氮化硅和氮化硅基两种陶瓷。利用球-盘式摩擦磨损试验机对氮化硅陶瓷摩擦副在室温干摩擦环境中的摩擦磨损特性试验研究。结果表明：在相同的试验条件下,加入TiC颗粒改善了Si3N4陶瓷的脆性,但耐磨性能提高不大,磨损率略优于Si3N4。Si3N4的磨损主要是磨粒磨损和脆性剥落,而TiC复合材料的磨损表现为磨粒磨损和TiC颗粒的剥落,之后剥落的TiC颗粒又作为磨粒对试样产生更大的磨损,所以导致磨损率提高。     

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。     

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.     

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。     

退火温度对7022铝合金干摩擦性能的影响

对7022铝合金的不同温度退火试样进行干滑动摩擦磨损试验,用扫描电镜、显微硬度测试仪和三维形貌仪分析各试样的磨损机制.结果表明,退火温度对材料的显微硬度和摩擦磨损性能有明显影响,退火温度在200℃时,材料显微硬度和摩擦磨损性能最好,此温度下材料得到完全再结晶,且晶粒细化;摩擦磨损性能随着显微硬度的提高而减小.塑变磨损、磨粒磨损和疲劳磨损为7022铝合金的主要磨损机理.     

牙修复材料的摩擦学特性研究

在WTM-1E微型摩擦磨损试验仪上对3种牙修复材料做摩擦磨损实验,并利用扫描电子显微镜对摩擦后材料的表面形貌观察,发现钛、钛合金的摩擦系数大小及变化趋势基本一致,两者的摩擦学特性相似;银汞合金的摩擦系数明显低于其他金属材料;与Si3N4陶瓷球对磨时钛的磨损机制为粘着磨损,钛合金为粘着磨损与磨粒磨损并存,而银汞合金为磨粒磨损。结论:银汞合金不适宜作为牙修复材料使用,而钛和钛合金都具有良好的耐磨性,是较为理想的牙修复材料。     

分形论与材料的摩擦磨损

将分形论应用于黄铜的摩擦磨损的研究,并对黄铜材料在发生粘着磨损的动平衡过程中的不同分形结构给予了探索,分析了磨粒的分形结构与摩擦机制之间的相互关系。     

新型水润滑轴承材料的摩擦学性能研究

针对目前有较好应用前景的新型水润滑轴承材料,利用环-块摩擦磨损试验机试验研究了赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯在淡水介质和人工海水介质中的滑动摩擦磨损性能,结合扫描电子显微、白光共焦三维形貌仪等检测手段,探讨材料的摩擦磨损机理。结果显示:在两种试验介质中,赛龙/GCr15摩擦副的摩擦系数最高,超高分子量聚乙烯/GCr15摩擦副的摩擦系数最小;超高分子量聚乙烯的磨损体积最小,飞龙最大,赛龙居中。磨损机制主要为磨粒磨损。在海水介质中,飞龙材料表面粘附有大量结晶盐颗粒,在摩擦磨损过程中有增加磨损的作用。     

石墨烯含量对Al-15Si-4Cu-Mg组织及摩擦磨损性能的影响

利用金相显微镜(OM)、摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM)对Al-15Si-4Cu-Mg复合材料微观组织形貌、摩擦磨损性能、磨痕表面形貌进行表征和分析。研究添加不同含量石墨烯对Al-15Si-4Cu-Mg复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响。结果表明,随石墨烯含量增加,复合材料中硅颗粒形貌逐渐变得圆钝且尺寸减小,复合材料的硬度有所增加,摩擦系数减小,耐磨性能显著提高;加入0.3%石墨烯的复合材料磨损机制为磨粒磨损,当石墨烯的含量达到0.7%时复合材料的磨损机制以轻微的粘着磨损为主并有少量的磨粒磨损。     

C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的研究

以不同孔隙率的C/C复合材料为预制体,聚碳硅烷为先驱体,二甲苯为溶液,将聚碳硅烷和二甲苯按一定质量比配成浸渍液,采用真空加压浸渍裂解法制备出了一系列C/C-SiC复合材料,并且对材料的摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,随着预制体密度的增大,材料的平均摩擦系数、摩擦力矩都随之增加,而刹车时间、刹停温度和线磨损则随之降低.静力矩测试表明,材料有比较高的静摩擦系数,几组试样中预制体原始密度为1.47 g.cm-3的材料较适合作为刹车材料使用.     

电梯曳引系统摩擦磨损的分析

通过对曳引轮和曳引绳摩擦副的失效形式、润滑状态、摩擦类型和磨损机制的分析,认为电梯曳引系统的失效主要是由表面接触疲劳、磨粒磨损、氧化磨损等摩擦磨损的逐步累加所致,曳引轮和曳引绳主要失效形式是表面接触疲劳和磨粒磨损.分析结果还提出了曳引轮、曳引绳的选材方向和减少摩擦磨损的方法.     

GF/MoS2改性PTFE密封唇片材料的力学及摩擦学性能

采用玻璃纤维(GF)微粉与MoS₂复合改性聚四氟乙烯(PTFE)密封唇片材料,考察复合材料的力学、干摩擦磨损性能及其磨损机理。结果表明:当GF质量分数为15%时,PTFE/GF试样的回弹率达到最大值92.5%,摩擦因数为0.29,相比纯PTFE有所增加,而磨损率大大降低,仅为1.8×10?6mm3/(N·m);在此基础上,当MoS₂添加量为5%时,PTFE/GF/MoS₂试样的回弹率略有降低,但仍然保持在90%以上,其摩擦因数为0.31,体积磨损率进一步降低到1.25×10?6mm3/(N·m)。磨损面SEM分析表明:纯PTFE呈现出严重的塑性变形和粘着磨损特征,而PTFE/GF主要表现为磨粒磨损行为;适当MoS₂含量的PTFE/GF/MoS₂试样在摩擦过程中磨粒磨损特征消失,仅有非常轻微的粘着磨损行为。     

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。     

仿生凹坑与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能

为了探讨凹坑形态与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能,采用激光技术和电沉积技术制备了由凹坑形态和纳米碳化硅/镍基复合镀层构成的仿生耦合表面,并进行了摩擦和磨损试验。结果表明,仿生耦合表面的磨损性能高于单纯复合镀层的磨损性能;随着磨损载荷的增加和磨损时间的延长,试样表面磨损机制由以塑性磨损为主逐渐转变成以粘着磨损、磨粒磨损为主的磨损机制。     

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。     

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.