超声作用下摩擦频率及载荷对GCr15/45钢摩擦副摩擦学性能的影响

在有和无超声振动条件下,分别考察了不同摩擦频率、摩擦载荷对GCr15/45钢摩擦副的减摩抗磨性能影响,初步探讨了油润滑条件下的超声润滑机理.结果表明:超声振动可以改善GCr15/45钢摩擦副的减摩抗磨性能,并使45钢表面磨痕变窄、磨痕深度降低、表面犁沟数量减少、磨粒磨损程度减轻.超声振动没有改变摩擦副间的磨损机理,但通过减少45钢表面所承受的正压力和有效阻止磨屑的二次磨粒磨损,改善了摩擦副间的摩擦磨损.     

超细矿物微粉改善2号坦克润滑脂摩擦学性能研究

采用球盘式摩擦磨损试验机,研究了羟基硅酸盐超细矿物微粉作为2号坦克润滑脂添加剂对钢／钢摩擦副的润滑性能,利用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）和X射线能谱仪（Energy Dispersive Spectrometry,EDS）分析了磨痕表面形貌及典型元素的面分布情况。结果表明：超细矿物微粉可显著改善2号坦克润滑脂的抗磨减摩性能,含2wt％矿物微粉的润滑脂同单一2号润滑脂相比,摩擦系数降低了约44％,钢盘磨损率降低了约70％,这与羟基硅酸盐可在摩擦表面形成一层富含O,Si,Mg,Al等元素的摩擦表面膜密切相关。     

磁流变液的摩擦与润滑

采用四球摩擦磨损试验机考察了羰基铁-矿物油体系磁流变液和基础油摩擦系数随时间的变化曲线、磨斑直径,用扫描电镜观察了磨痕表面形貌.结果表明,与基础油相比,磁流变液的摩擦加剧,润滑性能降低,磁性颗粒是导致其润滑性能下降的首要原因;摩擦磨损机理主要是磨粒磨损,表现为犁沟效应.     

渗硫表面摩擦过程中的弱腐蚀现象

对45钢和2Cr13不锈钢的渗硫表面进行磨损试验后发现,45钢渗硫层磨痕处产生了大量腐蚀剥落坑,而不锈钢渗硫层磨痕却未产生.利用AFM、SEM、XPS等先进设备分析了渗硫层弱腐蚀现象的产生机理,结果表明摩擦过程中,由于摩擦热的作用,渗硫层生成了具有弱腐蚀性的硫酸根,对没有耐蚀性能的45钢造成了腐蚀破坏,而不锈钢以其良好的耐蚀性免受腐蚀破坏.     

CeO2对NiCrBSi合金激光熔覆层滑动摩擦磨损性能的影响

采用NdYAG激光器,在45CrNi钢表面制备了添加有0、0.4%、0.8%和1.2?O2的NiCrBSi合金熔覆层.在MM-200环块摩擦磨损试验机上分别检测了4种熔覆层的滑动摩擦磨损性能.测试结果表明 经CeO2强化后熔覆层的耐磨性提高,摩擦因数略有下降.利用SEM分析磨损表面形貌可知未加入CeO2的熔覆层对应的磨损机理是显微切削;加入1.2?O2熔覆层的磨损表面光滑,显微切削造成的沟槽明显减少.上述试验结果与熔覆层显微组织密切相关.     

细晶钢的摩擦学性能初探

细晶钢作为新一代的钢铁材料,通过细化晶粒提高强度,改善其摩擦学性能。经试验对比细晶钢和45#钢在不同添加剂、不同负荷条件下的摩擦磨损情况,结果表明细晶钢在特定添加剂的高负荷条件下,其摩擦学性能优于45#钢。     

Si3N4和CCr15对巴氏合金摩擦副的摩擦磨损性能研究

在UMT-3摩擦磨损试验机上,将Si3N4、CCr15分别与巴氏合金进行了摩擦磨损试验,并利用扫描电镜和X射线能谱仪观察巴氏合金的磨损表面,探讨其磨损机理,为Si3N4-巴氏合金新型陶瓷轴承的实际应用提供理论依据.结果表明:载荷相同时,Si3N4-巴氏合金的平均摩擦因数和磨损率比CCr15-巴氏合金低;随着载荷的增加,Si3N4-巴氏合金的摩擦因数先升后降,波动幅度明显小于CCr15-巴氏合金;载荷为10N时,Si3N4-巴氏合金摩擦因数达到最大值0.13,在15N时达到最小值0.04;摩擦副整体磨损率较低,巴氏合金的磨损率随载荷增大而增大,平均为10-6 mm3/(N-m).在Si3N4-巴氏合金摩擦表面同时存在陶瓷氧化物润滑膜和金属磨屑,共同起到了润滑减摩的作用.Si3N4-巴氏合金作为陶瓷轴承的配合材料,具有比传统轴承更好的摩擦磨损性能,具有广阔的应用前景.     

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。     

石墨烯油润滑添加剂的减摩抗磨性能

采用多功能往复摩擦磨损试验机考察了石墨烯的减摩抗磨性能,通过三维形貌测量仪、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)等手段,分析了磨损表面的形貌,初步探讨了石墨烯的润滑机理。结果表明:在试验所选载荷、频率条件下,石墨烯较液体石蜡的减摩抗磨性能有明显改善,但试验条件不同,改善程度也不同;液体石蜡和石墨烯的磨损机理均为磨粒磨损,试验条件可以改变液体石蜡和石墨烯的润滑状态,减轻其磨损程度,但不能改变其磨损机理。     

抗磨添加剂与电弧喷涂耐磨涂层间的协同效应

研究了2种φ2mm粉芯丝材电弧喷涂Fe-Cr-Ni涂层和7Crl3涂层以及与2种典型润滑油抗磨添加剂的协同效应,并借助X光电子能谱(XPS)研究了其协同作用机理.结果表明DBP和ZDDP润滑油抗磨添加剂能明显地改善电弧喷涂Fe-Cr-Ni涂层和7Cr13涂层的抗磨性.添加剂DBP能显著地降低2种电弧喷涂涂层/GCr15摩擦副的摩擦系数,但ZDDP抗磨添加u剂的减摩效果不太显著.在含DBP和ZDDP添加剂油润滑条件下,涂层磨痕表面形成了摩擦化学反应膜.     

纳米SiC在聚四氟乙烯复合材料中的性能

添加质量分数为3.0%的纳米碳化硅(n-SiC)的多元聚四氟乙烯(PTFE)复合材料具有优良的摩擦因数和耐磨性.研究了n-SiC对复合材料摩擦磨损过程中的转移膜、磨损形貌的影响.研究认为,n-SiC在多元PTFE复合材料中的主要作用是促进PTFE转移膜的形成,以获得低而稳定的摩擦因数;有效提高复合材料的耐热性、承载能力,减少粘着磨损量,提高复合材料的抗微切削能力;促进复合材料的磨损机制由粘着磨损为主向微切削磨损为主的转变.     

球-盘摩擦磨损试验机的设计及其应用

提供一种制备球-盘摩擦磨损试验机(pin-on-disk wear tester)的方法,用以测试硬质薄膜的摩擦学性能.此试验机提供的数据有摩擦因数f, 磨损量Wv和比磨损率Wr.首先深入研究球-盘磨损试验机的工作原理,确定其工作原理是通过荷重传感器的A-D转换,将摩擦力的模拟信号转变为电压数字信号,输入计算机或者X-Y记录仪.然后与事先标定好的电压值对比,得到测试过程中的摩擦力.传感器的标定方法为用已知载荷(一定质量的砝码)对传感器施加拉力,传感器将其转变成电压值,绘出电压U-拉力F关系曲线,将其用直线拟合.同时提供了数据处理的方法,并利用此试验机测试了多弧离子镀TiN薄膜以及磁控溅射非晶碳膜的摩擦学性能,得到摩擦因数曲线和磨痕形貌.最后对此试验机的缺点进行了分析.     

弹带挤进膛线过程摩擦磨损试验及失效机理分析

弹带挤进膛线是一个复杂非线性的力学过程。膛线起始部磨损量是身管寿命评判的重要技术指标之一。为了真实地反映弹带挤进膛线过程中膛线起始部的磨损失效过程,以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,基于MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机进行高温高速条件下的摩擦磨损试验,测定PCr Ni Mo钢/96黄铜摩擦副在高温、高速、干滑动条件下滑动速度和接触压力对摩擦系数和磨损率的影响。并应用扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,研究滑动速度和接触压力在销试样磨损失效过程中的影响过程。结果表明:滑动速度与接触压力对PCr Ni Mo钢的摩擦磨损性能有类似的影响规律,但影响程度不同,都存在敏感变化范围。     

纳米SiO2颗粒增强铜基复合材料性能研究

以纳米SiO2颗粒为增强体,采用粉末冶金法制备铜基纳米复合材料.考察不同质量分数的纳米颗粒对复合材料密度、硬度以及摩擦磨损性能的影响.结果表明纳米SiO2颗粒的加入,使铜基体的硬度和摩擦磨损性能都得到了明显提高;但随着纳米SiO2质量分数的增加,复合材料的密度和硬度均呈下降趋势;当纳米SiO2质量分数为0.3 %时,复合材料的减摩耐磨性最好.     

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。     

MoDDP作润滑油添加剂的摩擦学性能

利用四球摩擦磨损试验机对MoDDP的摩擦学性能进行了考察;使用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线分析仪(EDS)分析了磨斑表面微观形貌及元素组成,探讨了MoDDP的润滑作用机理。结果表明:MoDDP具有良好的抗磨减摩和极压性能,392 N载荷下抗磨减摩效果最佳;1%和0.75%分别为油品最佳减摩和最佳抗磨的MoDDP添加量。SEM和EDS分析结果表明,S、P、Mo等MoDDP特征元素参与了摩擦过程,反应生成的含S、P、Mo化合物在提高油品润滑性能方面发挥了重要作用。     

铁基非晶纳米晶涂层的耐磨性研究

采用基于机器人的自动化高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备了FeCrBSiMnNbY非晶纳米晶涂层。研究了非晶纳米晶涂层在油润滑条件下,不同磨损时间、速度、载荷对涂层的磨损行为。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDAX）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的组织结构进行了表征,利用纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析,摩擦磨损试验在MM200滑块磨损试验机上进行。结果表明：涂层组织均匀,结构致密,主要由非晶相和α-Fe相纳米晶组成;在相同磨损试验条件下,非晶纳米晶涂层的相对耐磨性为3Cr13涂层的4．6倍,磨损机制主要为脆性疲劳剥落。     

激光淬火渗硫复合层的抗高温摩擦磨损性能

采用网格化激光淬火和低温离子渗硫技术对42MnCr52钢进行复合表面处理,使用洛氏硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪对表面改性层进行了表征分析,使用T11高温摩擦磨损试验机对复合处理前后的样品进行了高温摩擦磨损比较试验。结果表明:经激光淬火-离子渗硫复合处理后,在基材表面形成了激光淬火渗硫复合层,具有显著的抗高温摩擦磨损性能。与未处理样品相比较,硬度提高20%左右,摩擦因数降低约10%,磨损失重量减少50%以上。最后对激光淬火渗硫复合层的抗高温摩擦磨损机理进行了探讨分析。     

磨合预处理对有机钼添加剂摩擦学性能的影响

采用MMW-1万能摩擦磨损试验机,考察了磨合预处理工况(时间、载荷)对两种有机钼添加剂在CF-4 15W-40柴油机油中抗磨减摩性能的影响。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析了磨斑表面形貌和表面元素组成。结果表明,适当的磨合预处理可有效增强有机钼添加剂在柴油机油中的抗磨减摩性能,且经过磨合预处理的磨斑表面形貌较没有处理时平整,添加剂主要功能元素在摩擦表面的质量分数增加。     

梯度变化非晶碳涂层的摩擦学行为

采用多源磁控溅射物理气相沉积法在单晶硅片、20Cr和Cr12W表面制备了梯度变化非晶碳涂层,测试了非晶碳涂层的纳米硬度和弹性模量及摩擦磨损行为.结果表明涂层具有较高的硬度和弹性模量,分别达到15.3 GPa和184 GPa;涂层具有较好的摩擦性能,在干摩擦条件下摩擦因数基本保持在0.1～0.2,磨损率达到10-9 mm3/( N·m)数量级.