水润滑硅基非氧化陶瓷摩擦学性能及其表面改性研究进展

综述了水润滑条件下硅基非氧化物陶瓷(Si3N4和SiC)摩擦学性能的研究状况,包括水润滑条件下其摩擦磨损特性以及其表面改性技术对其摩擦学性能的影响.硅基非氧化物陶瓷在水中显示出较低的摩擦因数以及良好的抗磨损能力;表面改性技术能有效地改善硅基非氧化陶瓷的水润滑摩擦磨损性能,离子注入技术是表面改性技术的一个重要发展趋势.     

不锈钢表面粗糙度对PTFE摩擦学性能的影响

为了研究不锈钢表面粗糙度对聚四氟乙烯(PTFE)摩擦学性能的影响,使用不同目数的砂纸打磨以获得不同表面粗糙度的不锈钢表面,利用往复式点接触试验机评价PTFE球/不锈钢平面摩擦副的摩擦学性能。研究发现,干摩擦时,摩擦系数几乎不受表面粗糙度的影响,而PTFE的磨损率于不锈钢表面粗糙度达到200 nm时最小,主要是由于转移膜的存在且转移膜与粗糙表面之间的结合力较强。水润滑时,摩擦系数和磨损率均随着表面粗糙度的增加先减小后增加,即存在一个较优的表面粗糙度使得PTFE的摩擦学性能最佳,此时Ra为60 nm。这可以归结为光滑表面容纳水的能力有限而粗糙表面会造成严重的磨粒磨损。     

Fe3Al基复合材料摩擦表面的分形特性研究

利用结构函数法对Fe3A l基复合材料干滑动摩擦表面的分形特性进行了研究,并计算其分形维数。结果表明Fe3A l基复合材料摩擦表面具有明显的分形特征,分形维数和摩擦因数以及磨损率之间有着密切相关性,随着分形维数的增大,摩擦因数和磨损率都逐渐减小,磨损率尤为明显,说明材料摩擦表面形貌特征对其摩擦学性能具有显著影响。     

改善摩擦磨损性能的表面处理工艺

尽管常用的金属零件经热处理后,使材料硬度和韧性等发生变化,可以改善材料表面或整体的机械性能,但材料硬度不可能作为表征摩擦性能的唯一重要因素,所以说表面处理技术早已不能沿用传统的热处理概念来概括了。特別是近年来,由于非金属材料在摩擦学系统中的广泛应用,对于表面物理的和化学的相互作用的研究日益深入,许多摩擦学问题无法单纯依靠热处理工艺而加以解决。     

滑动表面仿生微结构的摩擦学效应

主要阐述在3种不同摩擦条件下(干摩擦、油润滑、水润滑),仿生表面微结构的形状、尺寸和分布密度对滑动表面摩擦学效应的影响.在干摩擦条件下,滑动表面仿生微结构能够将磨屑存储起来,排除了磨屑在滑动表面上的聚集,改善了摩擦学性能.而在油和水润滑条件下,仿生微结构能产生液体动压润滑薄膜和微型动压润滑室,导致承载能力增强和摩擦因数降低.因此,仿生表面微结构能显著地降低摩擦因数,提高滑动表面抗磨损的能力.     

表面粗糙度对纳米润滑添加剂摩擦学性能影响的研究

摩擦学系统的复杂性及多变性增加了对材料在摩擦试验过程的预见性的难度，通过XP销盘摩擦磨损试验机分别考察了钢／钢摩擦副住不同润滑介质中不同的表面粗糙度对其摩擦系数和磨损量的影响。试验结果表明：表面粗糙度对摩擦副的摩擦学影响是复杂的，在特定的润滑条件下，不同的表面粗糙度表现出不同的摩擦学性能。     

齿轮表面织构化研究现状与进展

高速重载时齿轮摩擦界面的高温强应力场,是导致齿轮传动机构工作效率、运动精度及使用寿命降低的主要原因。应用表面织构可以改变齿轮副摩擦界面的摩擦学特性,为齿轮减摩降磨技术提供了一条新途径。介绍现有齿轮副齿面抗摩擦和磨损的主要方法,从理论上分析应用表面织构化齿轮减摩的可行性;分别综述表面织构技术在齿轮润滑和提高界面摩擦学特性方面的研究现状与进展,同时分析齿轮表面织构减摩机制、表面织构特征参数研究及表面织构设计方法方面存在的问题,提出后续应重点针对极端工况下的齿轮织构作用机制、特征参数与润滑效果关系及多变量齿轮织构设计方法开展研究,并展望齿轮表面织构技术对齿面减摩重要意义和应用前景。     

水润滑下偶件表面粗糙度对PTFE复合材料摩擦学性能的影响

通过水润滑下的摩擦磨损实验,研究了偶件表面粗糙度对MoS2/PTFE复合材料摩擦学性能的影响,分析了在不同的偶件表面粗糙度下的摩擦学行为.实验结果表明:在水润滑下,一般存在着一个较佳的偶件表面粗糙度范围,在这个范围内可以取得较低的摩擦因数和磨损率;当偶件表面粗糙度高于这个范围时,摩擦磨损机制主要是机械作用;而当偶件表面粗糙度低于这个范围时,则主要是由于分子作用导致摩擦磨损.即当偶件表面粗糙度超出某一范围时,摩擦磨损行为将发生转变.     

非接触表面摩擦若干关键问题理论与实验研究

正项目负责人:丁建宁(E-mail:dingjn@cczu.edu.cn)依托单位:常州大学项目批准号:509751301.项目简介在摩擦学过去40多年的研究中,摩擦学研究一直针对的是接触表面。但当相邻两运动表面间隙处于微米、纳米尺度时,两运动表面之间的相互作用则不可忽略,由此产生影响两非接触运动表面之间的阻尼、吸附、排斥等现象。基于这类现象和对摩擦学概念的深入理解,本项目提出非接触表面摩擦的理论概念,并开展非接触表面摩擦行为和控制这一典型的共性问题     

固体表面特性对摩擦学性能的影响

摩擦学是研究作为相对运动的相互作用的表面及其有关理论与实践的一门科学和技术。因此,摩擦副材料的表面及其固体化学特性便不可避免地影响其摩擦学性能,对这方面所作的研究性尝试无疑会丰富我们关于固体化学和摩擦学的认识。 1.固体晶面对摩擦学性能的影响 表1列出了晶粒钨在不同晶面上的摩擦系数,晶面分别为{110}、{210}、{100}面,同时还列出了吸附质H_2、O_2、CO_2、H_2S对摩擦系数的影响。从中可见,固体表面上不同晶面的摩擦学行为是有较大差异的。 一般而言,金属的摩擦系数,在原子密度最大、表面能量最低的晶面上有最低值。在体心立方结构中,一般为{110}面,在面心立方结构中为{111}面,在紧密堆集六方结构中为{0001}面。     

板料精冲润滑剂的研究

精冲技术是目前制造技术发展的方向之一。本文在分析板料精冲过程变形区摩擦学机制和精冲润滑剂的配方模式的基础上,研制了一种新型精冲润滑剂。实验研究表明:该润滑剂具有优良的摩擦学性能;其作用机理主要是在摩擦表面生成了化学反应膜和化学沉积膜。     

基于VFP+SQL的分布式摩擦学设计专家系统的开发

为满足基于网络的现代设计对摩擦学系统设计的需求,在单机版摩擦学数据库的基础上,开发了一套建立在VFP SQL平台基础上的摩擦学设计专家系统。系统收集数据详实、实现功能齐全、安全性显著增强,可通过SPT技术初步实现外网用户的远程访问,扩大了推广范围,具有较好的应用价值。     

线接触滑——滚条件下微凹坑表面摩擦特性

线接触副在工程中广泛存在,且大多工作在弹性流体动压润滑状态下。为研究微凹坑对线接触摩擦副摩擦学性能的影响及表面三维表征参数与摩擦学特性之间的联系,采用激光微造型技术通过控制微凹坑面积占有率、凹坑深度、间距等参数加工制造4个表面粗糙度相同,且表面微凹坑面积占有率分别为7%、14%、21%、28%的圆柱形试件;然后使用Talysurf CCI Lite非接触式三维光学轮廓仪对试样进行三维表面测量,且采用ISO25178定义的参数对三维表面形貌进行表征;并在电气化改造后的JPM-1型双盘摩擦磨损试验机上,针对不同滑滚比、不同载荷、不同转速等工况,完成一系列线接触弹流摩擦试验。结果表明,表面形貌的微观结构特性对线接触摩擦副的摩擦特性具有明显的影响,并给出表面体积参数以及特征参数与摩擦的关系;同时,在不同的工况条件及不同的滑滚比下表面结构特性对摩擦的影响效果也不同。     

用UMT摩擦试验机评价可转位涂层刀片的摩擦学性能

涂层刀具的摩擦学性能评价对于优化涂层技术、确定产品质量、合理编制加工工艺等,都具有重要意义。提出用UMT摩擦试验机来评价刀片涂层的摩擦学性能。以广泛使用的可转位涂层刀片为对象,采用UMT摩擦试验机,结合白光共焦三维表面分析和扫描电子显微镜分析,评价多种涂层刀片的摩擦因数变化规律和磨损性能。结果表明,采用UMT-2磨损试验机,选择适当的试验参数,能有效地评价硬质合金刀具涂层的摩擦学性能。     

Wear technology and its realisation

Wear technology when applied to maintenance involves a techno-economic process. This paper predicts that its industrial realisation will be significant during the second historical decade (1976–85) of tribological research. A framework linking wear technology to effective maintenance of production units is developed.     

纳米复合材料摩擦磨损性能研究进展

介绍了纳米复合材料的组成、分类和制备方法,评述了纳米复合材料的摩擦磨损性能研究进展,总结了纳米复合材料摩擦学性能的主要影响因素,分析了纳米复合材料的摩擦磨损机制,指出了当前纳米复合材料摩擦学研究领域的发展趋势和有待于研究和解决的问题.     

涉水工程装备用聚合物摩擦副材料改性技术研究进展

聚合物作为摩擦副材料在涉水工程装备上应用前景广阔,然而与金属材料相比,聚合物材料存在强度低、蠕变、老化以及吸水等固有缺陷,并且在低速重载工况下难以形成完整的润滑水膜而导致零部件出现严重的磨损与振动问题,随着涉水工程装备运动副所面临复杂多样的极端环境和苛刻工况,极大地限制了聚合物材料作为摩擦副部件在涉水工程装备领域的应用。分析了聚合物材料在涉水极端环境中的主要摩擦学问题和面临的挑战,并从辐照与等离子体表面改性技术、填料共混复合改性技术、织构化表面调控技术,以及功能化水润滑表面调控技术4个方面,综述目前国内外关于涉水工程装备用聚合物摩擦副材料改性技术的研究进展,最后对涉水工程装备用聚合物摩擦副材料的制备技术和摩擦学研究方向进行总结和展望。     

纳米表面工程与摩擦学

利用表面工程技术解决摩擦磨损问题具有高效、实用等特点。随着科学技术的迅速发展，纳米材料和纳米技术在表面工程中得到了广泛应用，由此出现了“纳米表面工程”。利用纳米表面工程技术制备的涂层和镀层有着非常优异的摩擦学性能。本文叙述了作者近年来的有关工作，包括热喷涂纳米陶瓷涂层、热喷涂纳米自润滑涂层、纳米陶瓷／聚合物复合涂层、纳米复合电镀层以及纳米电泳沉积层的摩擦磨损特性和机制。     

A study on the restoration method of friction, wear and fatigue performance of remanufactured crankshaft

Crankshaft translates reciprocating linear piston motion into rotation in internal combustion engine. So it receives complex combination of stresses. Therefore, crankshaft remanufacturing process is designed thoroughly with special attention to fatigue and tribological performance. Experimental study is carried out in order to show that UNSM (ultrasonic nanocrystal surface modification) technology which will be used as final surface treatment after 0.2 mm depth surface grinding, could restore original fatigue strength and tribological performance. Furthermore the feasibility steady to replace conventional overlay welding in crankshaft remanufacturing process by UNSM (ultrasonic nanocrystal surface modification) technology is carried out. Effects of UNSM technology are established through rotary bending test, rolling contact fatigue (RCF) test and wear simulation test. The test specimen used SCM435 material of crankshaft and commercial bush. The test result showed fatigue limit improved by 30% and RCF life increased by 40% for UNSM treated specimen. And friction coefficient decreased by 24% and wear amount decreased by 85%.     

The Effect of FeS Solid Lubricant on the Tribological Properties of Bearing Steel under Grease Lubrication

In order to improve the tribological properties of 52100 steel under grease lubrication, FeS solid lubricant was used in two ways. Low-temperature ion-sulfurization technology was utilized to prepare solid lubricant iron sulfide (FeS) films on the surface of 52100 steel, and FeS particles were mixed into the lithium grease as additive. The friction and wear properties were examined systematically on a “ball-on-disc” testing machine. The results showed that the tribological properties of bearing steel under grease lubrication can be improved either by using ion-sulfurization technique or by adding FeS microparticles into the grease. The tribological performance of sulfurized surface lubricated by grease is better than that of a plain surface lubricated by grease containing FeS microparticles at lower load and speed. The plain surface lubricated by the grease containing FeS micropaticles possesses better antiwear property under harsher conditions. The mechanism of the experimental results is discussed in detail.