装备表面超润滑设计及高温摩擦学性能研究

运用多功能SRV试验机考察了MoS2的高温减摩抗磨性能.结果表明在点接触条件下,MoS2在200 ～400 ℃时显示出非常低的摩擦因数,其摩擦因数大约为0.06;MoS2在不同试验温度下的抗磨性能都比菜籽油的抗磨性能好,特别是在200～400 ℃时,MoS2的抗磨性能显示出特殊的优越性,其主要原因是MoS2主要以吸附形式存在于摩擦表面.因此,MoS2可以作为摩擦表面超润滑设计的润滑剂.     

摩擦电喷镀摩擦机理及复合镀层工艺的研究

摩擦电喷镀是一项新发明的金属表面高速电沉积技术,具有高速、优质、低耗等特点.本文利用扫描电镜、X射线衍射、X射线应力测试仪等物理测试手段,首次研究了摩擦对镍镀层组织、结构和力学性能的作用机理.此外,通过对摩擦电喷镀Ni基Al_2O_3复合镀层测试,分析了工艺因素及其对镀层质量的影响,并给出了有参考价值的优化工艺参数.     

Ni-P-SiC 化学复合镀

采用化学共沉淀法对Ni P SiC化学复合镀研究 ,通过能谱仪和扫描电镜分析了镀层的组成与形貌 ,并对镀层的硬度、耐腐蚀性能进行了研究。结果表明 ,镀层硬度随SiC微粒浓度加大而增加 ;镀液中SiC微粒的浓度和镀液的pH值对镀层中SiC微粒的含量有影响 ;在SiC浓度为 7 5g/L时镀层中SiC含量达到最大值 1 6 81 % ;而pH值的最佳值为 4 7;同时 ,由于SiC微粒的加入 ,镀层表面色泽变暗 ,外观较粗糙 ,镀层的耐腐蚀性降低。     

电刷镀含纳米粉复合镀层结构和磨损性能

用含纳米金刚石粉的镍镀液电刷镀复合镀层,系统试验研究了复合镀层中纳米金刚石对镀层显微结构、力学性能及耐磨性能的影响.结果表明,纳米金刚石的弥散强化作用,可有效改善镀层的生长、减小内应力,提高镀层的显微硬度.含纳米金刚石粉的复合镀层在室温、高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能,其耐磨性是纯镍镀层的4倍.     

纳米颗粒和非晶相复合刷镀层n-Al2O3／Ni-P的制备

采用纳米电刷镀技术在钢基体表面制备了n-Al2O3/Ni-P复合刷镀层,研究了复合刷镀液中纳米颗粒含量、刷镀电压和刷镀笔移动速度对复合刷镀层中P和Al2O3含量的影响.优化后的工艺参数范围为刷镀液中n-Al2O3颗粒含量20～30 g/L、刷镀电压8～12 V、刷镀笔移动速度5～10 m/min.制备的n-Al2O3/Ni-P复合刷镀层组织致密,含有纳米颗粒和非晶相.     

激光强化电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层的耐磨性

设计了激光强化电刷镀设备,制备了激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层,研究了其显微硬度和耐磨性,分析了激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层耐磨性增加的原理.研究发现,当激光功率为300 W时,激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层的显微硬度比普通纳米Al2O3/Ni电刷镀层提高约HV150,相对耐磨性是2.3,摩擦因数有所降低.细晶强化和纳米颗粒弥散强化是镀层硬度和耐磨性增强的主要原因.     

渗硫层对网格化激光淬火表面摩擦磨损性能的影响

利用低温离子渗硫技术在CrMoCu合金铸铁网格化激光淬火表面制备了渗硫层,分析了其形貌组成与结构,考察了渗硫激光复合表面的摩擦学性能。结果表明:渗硫层表面疏松多孔,在淬火区域硫化物颗粒细小,结构致密,其相组成主要为FeS;在干摩擦条件下,渗硫层能降低网格化激光淬火表面的摩擦因数,提高其耐磨性能,其主要原因是硫化物及摩擦化学反应生成的氧化物能在摩擦表面形成边界润滑膜,抑制了磨粒磨损和粘着磨损,有效减弱了网格化激光淬火表面"摩擦台阶"效应。     

腐蚀介质下AZ91镁合金滑动摩擦磨损失效行为分析

利用滑动摩擦磨损试验分别研究了AZ91镁合金在干摩擦条件下和腐蚀介质环境下的滑动摩擦磨损失效行为,并结合腐蚀产物的分析结果,验证了腐蚀可加速磨损失效的进程。结果显示:在干摩擦条件下,AZ91镁合金的摩擦因数随载荷增大表现为先减小后增大,其主要磨损失效形式表现为磨粒磨损和氧化磨损;在腐蚀介质环境下,AZ91镁合金的摩擦因数随载荷增大表现为先减小后趋于平稳,且与干摩擦条件下相比稍有下降,主要是由于腐蚀介质加入后产生了润滑的效果,其主要磨损失效形式表现为磨粒磨损和氧化磨损,以及Cl-的侵蚀影响,失效较为严重;AZ91镁合金在腐蚀磨损后,其磨痕区周围出现了大量点蚀坑,且点蚀坑的数量明显多于磨痕区。     

疏水性纳米TiO2制备及其在菜籽油中的摩擦磨损性能

以纳米TiO2为原料、硬脂酸为表面改性剂,通过超声反应制备了疏水性纳米TiO2（SA-TiO2）;采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪及接触角测量仪对其微结构进行了表征。以SA-TiO2为润滑油添加剂,在四球试验机上考察了其在菜籽油中的摩擦磨损性能,并利用SEM观察钢球表面磨斑形貌,用能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了钢球表面磨斑的化学成分。结果表明：SA-TiO2为疏水性单分散球状颗粒,其平均直径约为20 nm;SA-TiO2能够提高菜籽油的抗磨减摩性能,当SA-TiO2的质量分数为1%,菜籽油的抗磨减摩性能达到最佳;钢球表面磨斑的EDS和XPS分析表明,纳米微粒在钢球摩擦表面形成了一层含菜籽油和SA-TiO2的吸附膜,在摩擦剪切作用下,发生摩擦化学反应生成了一层含钛、铁氧化物的边界润滑膜,这种边界润滑膜起到了良好的润滑作用。     

纳米SiO2形态对铜基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金法分别制备了添加0.75 wt%的纳米SiO2(n-SiO2)和0.75 wt%Cu包纳米SiO2(Cu/n-SiO2)复合粉体的新型铜基摩擦材料.采用惯性台架试验机,研究比较了2种材料与未添加纳米SiO2的材料的摩擦学性能.结果表明添加0.75 wt% Cu/n-SiO2的铜基摩擦材料,耐热性提高了32%,摩擦因数更稳定,耐磨性提高了2.02倍.经铜包覆处理后的n-SiO2对材料性能的影响优于未处理的n-SiO2.     

环氧树脂/CTBN/无机颗粒高分子合金修补剂材料的制备与性能分析

通过端羧基丁腈液态橡胶(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile,CTBN)协同纳米Al2O3、SiO2颗粒与微米MoS2颗粒共混改性环氧树脂,制备了双组分的耐磨高分子合金修补剂材料。采用拉伸、摩擦磨损等试验及SEM等方法测试和分析了该高分子合金修补剂的拉伸强度、显微硬度等基本性能及摩擦学性能,并对其耐磨减摩机理进行了分析。结果表明:该材料的拉伸强度为42.3MPa,拉伸剪切强度为13.8MPa,显微硬度为231.1MPa,摩擦因数为0.17,耐磨性比LY12铝合金提高了50%。     

CrN/MoS2固体自润滑复合膜渗硫层相结构研究

采用扫锚电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对CrN/MoS2固体自润滑复合膜表面形貌进行了观察,利用X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)和俄歇电子能谱仪(Auger Electron Spectrosco-py,AES)对复合膜渗硫层的相结构及剖面元素分布进行了研究。结果表明:经低温离子渗硫处理后,在复合涂层中成功合成MoS2自润滑相,并伴有少量SO2、CrSO4生成。研究发现:渗硫层被氧化是源于渗硫过程中残留的氧气和样品保存过程中接触的空气;用真空封装等隔氧保存方式可防止样品存储过程中渗硫层被氧化;改善渗硫工艺,杜绝渗硫过程中渗硫层被氧化,可以获得单一成分的MoS2层。     

电刷镀Cu／Ni多层膜的摩擦学性能研究

采用电刷镀法制备了Cu／Ni多层膜,对多层膜的摩擦学性能进行了研究。结果表明,电刷镀法制备Cu/Ni多层膜镀层平整、均匀致密、晶粒细小,界面清晰;多层膜的摩擦磨损性能直接由单层膜厚决定:随着单层膜厚的减小,多层膜的摩擦系数减小,磨损形式由磨料磨损逐渐转变为粘着磨损;多层膜的磨损量随单层膜厚的减小而减小,当单层膜厚减小至纳米尺度时,存在一磨损量的最小值;电刷镀 Cu／Ni多层膜的临界单层膜厚约为20 nm。     

非晶态Ni-P合金化学镀镀液的稳定性研究

采用PdCl2溶液的稳定性试验方法,对非晶态Ni-P合金化学镀镀液(ZFHN防腐蚀镀液)的稳定性和试验条件进行了关系曲线测试及分析.规定和提出了其试验条件和最佳控制参数;试验镀液中PdCl2的最佳浓度是2.4 mg/L、可靠的pH值范围为4.0～5.0.温度、搅拌、PdCl2用量、镀液pH值是决定镀液稳定时间的重要试验条件和试验偏差大的主要因素.研究镀液的稳定性高、组分协同稳定性好,稳定试验时间大于3 min.     

纳米SiO_2在润滑油中的高温摩擦学性能

采用多功能SRV试验机考察了纳米SiO2在菜籽油中的高温摩擦学性能,利用表面轮廓仪观察磨损表面形貌。结果表明,在恒定负荷试验中,纳米SiO2能明显改善菜籽油的高温减摩抗磨性能,在500℃时,摩擦因数仅为0.16,磨损量降低了80%以上。在连续加载的高温试验中,当试验温度为200℃时,纳米SiO2对菜籽油的减摩抗磨性能没有明显的改善;而当试验温度达到500℃时,纳米SiO2能明显地改善菜籽油的减摩抗磨性能,在大负荷(500N)的情况下更为突出。     

活性屏离子渗硫层在40#油润滑条件下的摩擦学性能

应用活性屏离子渗硫技术,在CrMoCu合金铸铁表面制备出以FeS相为主的渗硫层。实验表明,在40#油润滑条件下,活性屏离子渗硫表面的摩擦因数比未渗表面大约降低了13%,与渗硫表面相近;体积磨损量比未渗表面减少了30%左右,与渗硫表面相似。由于活性屏离子渗硫层的主要成分为密排六方晶体结构的FeS,且其结构疏松多孔易于储存润滑油,因此具有良好的减摩、耐磨性能。     

钛电刷镀镀液的探讨

本文对从钛盐的水溶液中获得金属钛镀层进行了研究。在理论分析的基础上,利用硫酸钛作为主盐,柠檬酸或可溶性氟化物作为主要络合剂,加以还原性J-A 添加剂,配制成钛的络合物水溶液,实现了电刷镀金属钛的可能性,并对此作了进一步的讨论.     

纳米SiC晶须增强铜基纳米复合材料摩擦学性能研究

采用粉末冶金法制备了添加纳米SiC晶须（n-SiCw）的铜基纳米复合材料（SiCw／Cu）。研究了复合材料的显微组织、密度、硬度与n-SiCw含量之间的关系，通过球／盘式摩擦磨损试验机研究了SiCw／Cu复合材料的摩擦磨损性能。结果表明：随n-SiCw含量增加，基体中孔隙增多，并出现n-SiCw的偏聚，复合材料的密度减小，硬度增加；当n-SiCw含量为0．3wt％时，材料的减摩、耐磨性能最好；SiCw／Cu复合材料的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损，并以疲劳磨损为主。