TiN复合渗镀层摩擦磨损性能的研究

介绍了一种同时利用等离子尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术,在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN复合渗镀层新工艺技术。对TiN复合渗镀层、TiN复合渗镀层+TiN薄膜(PVD法)以及在碳钢基体表面直接沉积TiN薄膜(PVD法)这三种工艺试样的表面形貌、硬度、摩擦磨损进行了对比研究。结果表明TiN复合渗镀层+TiN薄膜,其表面形貌是较为均匀、致密、细小的胞状物组织,平均硬度达到2500HV左右,磨损曲线最平稳、平均摩擦系数最小,耐磨性比较好。复合渗镀层厚度可达十几微米以上,并且成分、硬度、结构均呈梯度分布,与基体是冶金结合,结合力非常好,所以其磨痕最浅。     

Si3N4／GCr15摩擦副在过氧化氢介质中的摩擦磨损性能研究

在SST-ST销-盘式摩擦磨损试验机上考察了Si3N4陶瓷盘/GCr15钢球摩擦副在不同体积分数过氧化氢H2O2介质中的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对Si3N4陶瓷盘磨损表面进行了分析.结果表明:在去离子水条件下,Si3N4陶瓷盘摩擦表面形成的金属粘着转移层使Si3N4陶瓷盘与GCr15钢球之间的摩擦转变为金属与金属之间的摩擦,摩擦因数逐渐增大;在体积分数30%,60%和90%过氧化氢介质中,Si3N4陶瓷盘的主要磨损机制是微裂纹导致的剥落.     

铝合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能

通过复合电沉积技术,在铝合金表面得到了不同SiC粒子含量的Ni-SiC复合镀层,研究了在干摩擦和液态石蜡润滑摩擦条件下载荷与SiC粒子体积分数对Ni-SiC复合镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明:无论在干摩擦或润滑摩擦条件下,加入SiC粒子后的复合镀层其耐磨性均优于纯镍镀层,并随载荷的提高耐磨性下降。在干摩擦条件下,镀层中的SiC粒子体积分数在5.8％时复合镀层耐磨性最好;在润滑摩擦条件下,随镀层中SiC粒子体积分数提高,复合镀层耐磨性均提高。     

碳纳米管/铅锡合金复合镀层的摩擦磨损性能

在镀液中加入不同含量的碳纳米管,用复合电沉积工艺制备了碳纳米管/铅锡合金复合镀层,测试了其在不同载荷下的摩擦因数和磨损量,并对其磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:在相同条件下,碳纳米管/铅锡合金复合镀层的摩擦因数和磨损量均低于普通铅锡合金镀层的;当镀液中的碳纳米管含量为2 g·L~(-1)时,复合镀层的摩擦因数和磨损量最小;复合镀层的磨损机理为磨粒磨损,而不含碳纳米管的铅锡合金镀层的为粘着磨损。     

液氮介质中Si3N4/9Cr18配副摩擦磨损性能研究

超低温介质中工作的轴承由于不能采用润滑油或脂润滑,其球环材料配副摩擦磨损特性将对轴承的工作性能产生很大影响。采用球盘点接触形式,在5 N载荷和0.4 m/s相对滑动速度下试验研究了超低温全钢轴承和混合式轴承中9Cr18/9Cr18和Si3N4/9Cr18两种球环配副在常温干摩擦和液氮环境中的摩擦磨损性能。结果表明9Cr18/9Cr18配副在低温下由于粘着趋势减弱而使摩擦因数和磨损均低于常温下。Si3N4/9Cr18配副在低温介质中由于试件表面吸附、氧化和摩擦化学反应受到抑制使摩擦因数高于常温下,同样由于无摩擦化学磨损发生,而只是以脆性断裂为主,其磨损低于常温下。Si3N4/9Cr18在常温下摩擦因数低于9Cr18/9Cr18配副,而在低温下则高于9Cr18/9Cr18配副。2种环境中陶瓷/钢配副的磨损均小于相应条件下钢/钢配副的磨损。     

金属基－陶瓷电刷镀复合镀层高温摩擦磨损性能研究

采用高温磨损试验机对Ｎｉ－Ｃｏ－ＺｒＯ２电刷镀复合镀层的高温摩擦磨损特性进行研究；利用电子探针能谱仪对磨损形貌及成分进行观察与分析；初步分析复合镀层的高温磨损机理。     

镍基Si3N4复合镀层的摩擦磨损特性

通过复合电镀法制备了N i-Si3N4和N i-P-Si3N4两种复合镀层,分别与热处理45#钢组成摩擦副,进行环-环摩擦磨损试验,测试了摩擦因数和磨损量,并观察了磨损表面形貌,探讨了摩擦副的摩擦磨损机理。结果表明,N i-P-Si3N4/45#钢摩擦副的摩擦因数较小,磨损量低,具有良好的减摩耐磨性能。镀层基体的性能明显影响复合镀层的摩擦磨损性能。磨料磨损是N i-Si3N4/45#钢摩擦副的主要磨损形式,导致45#钢的磨损量增大;N i-P-Si3N4镀层对Si3N4颗粒具有良好的把持力,避免了磨料磨损的产生,摩擦副处于稳定的边界润滑摩擦状态。     

金属基—陶瓷电刷镀复合镀层高温摩擦磨损性能研究

采用高温磨损试验机对Ｎｉ－Ｃｏ－ＺｒＯ２电刷镀复合镀层的高温摩擦磨损特性进行研究；进行电子探针能谱仪对磨损形貌及成分进行观察与分析；初步分析复合镀层的高温磨损机理。     

纳米CaCO3半金属摩擦材料摩擦磨损性能的研究

使用定速摩擦试验机研究了纳米CaCO3对半金属摩擦材料性能的影响。结果表明：在半金属材料中，用纳米CaCO3代替普通的CaCO3粉体，在混料过程中，纳米CaCO3粒子粘附在其他颗粒和钢纤维表面上，热压成型过程中，作为粘结剂的树脂材料与这些材料之间的结合强度降低。在摩擦过程中，造成表面颗粒在剪切力的作用下，很容易与基体脱离，从而使得摩擦材料的摩擦因数偏小，而磨损率却大大增加。     

不同铁含量镍-铁合金镀层的摩擦磨损性能

采用电沉积方法在LY12CZ铝合金表面制备了不同铁含量的镍-铁合金镀层,研究了铁含量对合金镀层硬度和摩擦磨损性能的影响;并根据镀层的磨损形貌探讨了其磨损机理。结果表明:当铁含量低于12.63%(原子分数,下同)时,随着铁含量增加,镀层的硬度增加,摩擦因数减小,耐磨性能提高;当铁含量为由12.63%增至23.59%时,镀层的摩擦因数略有增加,硬度和耐磨性能有所降低;镍镀层的主要磨损机理为显微推碾,随着铁含量的增加,镍-铁合金镀层的磨损机理由显微推碾转变为显微切削。     

纳米Fe_3O_4磁性材料填充聚四氟乙烯的摩擦磨损性能

利用机械共混、冷压成型和烧结工艺制备不同含量的磁性纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,采用MM-200型摩擦磨损试验机考察其在干摩擦下与45#钢对磨时的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面形貌进行观察并分析磨损机制。结果表明:随磁性纳米Fe3O4含量的增加,复合材料的硬度显著提高,摩擦因数呈现先增大后减小再增大的变化趋势,耐磨性能得到明显改善;当Fe3O4质量分数为15%时,复合密封材料的摩擦因数较小,体积磨损率与纯PTFE相比降低两个数量级;随着Fe3O4含量的增加,磨损机制由纯PTFE的黏着磨损转变为黏着磨损与磨粒磨损共同作用。     

纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯摩擦磨损性能的研究.doc

利用机械共混、冷压成型和烧结工艺制备不同含量的磁性纳米Fe3O4填充聚四氟乙烯(PTFE)复合密封材料,采用MM 200型摩擦磨损试验机考察其在干摩擦下与45#钢对磨时的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜（SEM）对磨损表面形貌进行观察并分析磨损机制。结果表明：随磁性纳米Fe3O4含量的增加,复合材料的硬度显著提高,摩擦因数呈现先增大后减小再增大的变化趋势,耐磨性能得到明显改善;当Fe3O4质量分数为15%时,复合密封材料的摩擦因数较小,体积磨损率与纯PTFE相比降低两个数量级;随着Fe3O4含量的增加,磨损机制由纯PTFE的黏着磨损转变为黏着磨损与磨粒磨损共同作用。     

搅拌摩擦加工镁合金摩擦磨损性能研究

采用搅拌摩擦加工技术(Friction Stir Processing,简称FSP)对AZ31镁合金进行了表面改性,分别实验了加入纳米SiC粒子的FSP试样和没有加入粒子的FSP试样的摩擦磨损行为.研究结果表明:加入纳米SiC粒子的FSP试样的表面硬度明显高于没有加入粒子的FSP试样的表面硬度;由于纳米SiC粒子的加入,显著细化了镁合金基体的晶粒尺寸,与未加入粒子的FSP试样相比,加入纳米SiC粒子的FSP试样表现出更好的耐摩擦磨损性能.     

搅拌摩擦焊接头摩擦磨损性能研究

在MM-200型摩擦磨损试验机上分别试验了LF2铝合金搅拌摩擦焊接接头焊缝区和母材的摩擦磨损性能。通过测定失重量和摩擦力矩的波动情况,得出了在不同的工艺参数条件下试样的抗磨损性和摩擦因数的变化规律。实验结果表明：搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于母材,当正压力从50N增加到106N时,母材的失重量增加近6倍,母材的失重量在同等垂直载荷的情况下是焊缝的10-20倍。实验还表明搅拌摩擦焊接接头的摩擦力矩较小并且波动平缓。搅拌摩擦焊接头区域的磨损机制从磨粒磨损方式转变为疲劳磨损方式。     

纳米SiC/Ni复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了纯镍镀层和纳米SiC/Ni复合镀层,考察了电镀时间、SiC质量浓度、电流密度和镀液温度对复合镀层中纳米SiC含量的影响,表征了镀层的表面形貌和SiC纳米颗粒的尺寸;最后研究了镀层的摩擦磨损性能。结果表明:复合镀层中纳米SiC的含量随着电镀时间延长、电流密度增大、镀液温度升高以及SiC质量浓度的增大先升高后降低,且最佳工艺参数为电镀时间30min,SiC质量浓度20g·L-1,电流密度2A·dm-2,镀液温度60℃,镀液pH4.5,搅拌速度300r·min-1;与纯镍镀层相比,纳米SiC/Ni复合镀层的晶粒更细小,组织更致密,具有更好的摩擦磨损性能,摩擦因数降低了7%以上,磨损率降低了50%。     

PA66/Si_3N_4纳米复合材料的摩擦磨损性能

采用双螺杆挤出机熔融共混和注射成型方法制备了PA66/Si3N4纳米复合材料.研究了纳米Si3N4添加量对复合材料的力学性能和摩擦磨损性能的影响.通过对试样磨损表面及其对摩副表面上转移膜的扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨了其磨损机制.结果表明,纳米Si3N4的加入降低了基体的拉伸强度和弯曲强度,但是在PA66中加入适量的纳米Si3N4颗粒后,摩擦过程中有利于生成较均匀的转移膜,从而降低摩擦因数.同时磨屑里的纳米Si3N4镶嵌到试样摩擦表面,使表面得到局部增强,从而提高其耐磨性能.     

PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了纳米SiO2/石墨/玻璃纤维/PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦条件下不同载荷时各试样的摩擦磨损性能;用扫描电镜对磨损后试件表面进行观察和分析。研究结果表明：纳米SiO2和玻璃纤维有效提高了PTFE的承载能力,石墨的加入起到了减小摩擦的作用;在本试验条件下,在摩擦过程中三元混合填充PTFE复合材料在偶件表面形成了转移膜,减少了复合材料与偶件的直接接触,因而表现出优异的抗磨性。     

复合添加剂摩擦磨损性能的研究

边界润滑条件下 ,承载能力主要取决于添加剂的性能 ,含有聚合剂的润滑油在极压状态能在运动副接触表面形成原位聚合膜 ,较大幅度地提高疲劳寿命 ,降低摩擦、磨损。极压添加剂对防止胶合破坏效果较好 ,将上述二种添加剂复配进行协同试验 ,可以得到对疲劳和胶合都有较好作用的润滑油 ,提高润滑油使用性能和扩大应用范围。在含 0 .4%二聚酸 /司本 -80的 46# 精制矿物油中添加 1.5 %重极压齿轮油可使其 PB 增加近 68 ,PD 增加 2 8% ,磨痕直径减少约 3 8% ,疲劳寿命较 46# 精制矿物油提高近 3 3 % ,FZG达到 12级