聚合膜的摩擦磨损性能

通过在四球摩擦磨损试验机和ＭＨＫ５００环块摩擦磨损机上的试验表明,在不同的润滑油中加入可聚合单体,可以有效降低金属表面的摩擦磨损,使润滑油的抗极压和抗疲劳性能都有显著提高·通过付立叶红外光谱仪分析表明,由于摩擦表面生成原位聚合膜,使摩擦系数和磨损量显著降低·     

仿生含油叠层复合材料的高温摩擦学性能

为了改善聚合物的高温摩擦学性能,从仿生学设计角度出发,将聚α烯烃(PAO)润滑油加入聚合物获得含油聚合物,并将含油聚合物填充至叠层沟槽表面,制备了含油叠层复合材料,并利用销盘摩擦试验机研究了不同温度下该材料的摩擦学性能。摩擦试验结果表明:随着试验温度升高,无油叠层复合材料的摩擦因数显著增大,并在150℃时发生润滑失效;含油叠层复合材料在25~150℃范围内具有极低的摩擦因数,但在200℃时平均摩擦因数增大到0.18。采用扫描电子显微镜进行磨损表面形貌分析,发现在高温摩擦时,无油叠层复合材料的金属表面为严重的磨粒磨损,聚合物表面为烧蚀磨损;含油叠层复合材料的金属表面为轻微的擦伤,聚合物表面为塑性流动。分析表明,含油聚合物的多孔结构中储存着润滑油,在温度激励下润滑油发生迁移运动,在热驱动下润滑油向摩擦表面渗出并能形成稳定的润滑油膜,从而改善了叠层复合材料的高温润滑寿命。     

环境友好纳米粒子添加剂在润滑油中应用的研究

选择了2种环境友好纳米粒子:纳米碳酸钙和纳米稀土作为润滑油抗磨、极压添加剂,并将其单独或组合加入到500SN基础油中.采用四球摩擦磨损试验机测定了含纳米粒子的润滑油的摩擦学性能,采用X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面化学组成.结果表明:含环境友好纳米粒子组合物的润滑油具有最佳的抗磨减摩性能,其配比为:n(CaCO3):n(RE):1:1,总质量分数为0.6%.     

油酸修饰PbS纳米粒子作为润滑油添加剂的SEM研究

在醇–水混合溶剂中合成了油酸(OA)修饰PbS纳米粒子,用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学行为,并利用SEM及EDS研究了磨损表面. 结果表明,由于在摩擦表面生成化学反应膜,油酸覆盖的PbS纳米粒子作为润滑油添加剂具有良好的减摩、抗磨性能.     

纳米二硫化钨颗粒的分散稳定性

为了提高纳米二硫化钨颗粒在润滑油中的分散稳定性,采用超声波分散、机械搅拌分散和颗粒表面修饰三者相结合的方式来处理纳米二硫化钨颗粒,通过沉降法、粒度分布法和显微镜法评价其分散效果;通过滴定法和红外光谱分析研究纳米二硫化钨颗粒在润滑油中的分散机理;最后考察纳米二硫化钨颗粒对磨损表面的修复效应。研究结果表明:在超声波和机械搅拌作用下,表面修饰后的纳米二硫化钨颗粒在润滑油中未形成大团聚体,能均匀且稳定地分散于润滑油中;表面修饰剂与纳米二硫化钨颗粒表面羟基作用,使颗粒表面吸附大量长链亲油基团,这些长链亲油基团充分伸展于润滑油中,并形成位阻层,阻碍颗粒的碰撞团聚和重力沉降,从而使得纳米二硫化钨颗粒能稳定分散于润滑油中;而稳定分散与润滑油中的纳米二硫化钨颗粒在摩擦过程中能在磨损表面形成有效的保护膜,对磨损表面起到很好的修复作用。     

铜纳米粒子对润滑油摩擦磨损性能的影响

利用MM200型磨损试验机研究了铜纳米粒子加入到润滑油中的摩擦磨损性能。结果表明，加入铜纳米粒子的润滑油表现出良好的抗磨性能。     

不同环境温度下典型身管用钢磨损性能研究

通过摩擦磨损、高温硬度及相应的分析试验研究了典型身管用钢32Cr2MoVA、30SiMn2MoVA在室温、200、400以及600℃下的摩擦磨损行为与规律.结果表明:两种材料的摩擦系数在各个温度区间内的区别不大,主要受摩擦氧化物产生与否影响.32Cr2MoVA的磨损率随着温度的提高先降低再提高之后又下降,30SiMn2MoVA的磨损率随着温度的上升而先降低,然后逐渐升高,600℃达到最高.温度、身管钢在高温下的硬度和磨盘材料与滑动销的高温硬度差(Hd--Hp)共同影响磨损表面氧化物层的最终形态.室温至200℃时,身管钢磨损行为主要受表面氧化物层的影响.室温下两种身管钢磨损机理均为黏着磨损及磨粒磨损,200℃时均为氧化轻微磨损.环境温度达到400℃以上时,身管钢以及磨盘材料的基体硬度开始影响磨损行为.400℃时两种身管钢磨损机理均为氧化严重磨损.600℃时,32Cr2MoVA的Hd--Hp减小,磨损表面出现了厚度很大、致密的氧化物层,磨损机理为氧化轻微磨损;而30SiMn2MoVA的Hd--Hp显著增大,试样发生了明显的塑性挤出,为塑性挤出磨损.     

改性石墨烯润滑油摩擦学特性研究

研究在润滑油中添加石墨烯提高其极压抗磨性能。应用油酸、硬脂酸等对石墨烯进行表面改性,通过扫描电镜、拉曼光谱仪分析改性石墨烯的形貌结构,分光光度计观察改性石墨烯在润滑油中的悬浮稳定性,采用摩擦磨损试验机测试加入改性石墨烯的润滑油的摩擦学性能。结果表明,石墨烯经表面改性后形貌发生了变化,提高了在润滑油中的悬浮稳定性。润滑油添加质量分数为0.075％的改性石墨烯,耐磨性和承载能力有很大提高。     

汽车发动机应用金属磨损自修复材料技术的研究

通过在汽车发动机的润滑系统中应用金属磨损自修复材料技术,研究自修复材料保护层的摩擦性能、显微硬度,在行车试验中研究自修复材料技术对发动机的动力性能、节油、尾气等综合性能指标,并在形成自修复材料保护层的性能下进行了无机油行驶的研究.实验证明自修复材料可对已磨损的零件表面进行不拆卸原位修复,自修复材料保护层具有超低的摩擦系数.     

新型锌锡复合润滑剂及其对钢损伤表面的润滑修复性能

为改善钢类机械零件磨损自修复性能,该文研制了含活化的锌、锡两种添加剂的新型磨损自修复润滑剂,并在改进的MS-800型摩擦磨损试验机上,考察了使用该润滑剂的钢-钢面接触摩擦副的磨损自修复行为及其摩擦学性能。用X射线能谱仪和扫描电子显微镜分析了钢试样表面的化学元素分布、形成的修复涂层厚度及其表面形貌。结果表明,研制的锌锡复合润滑剂对钢损伤表面具有良好的润滑修复和减摩抗磨性能,可在机械运转中在钢受损摩擦表面形成20μm厚的修复涂层。     

不同载荷对45#钢表面自修复膜成膜影响

为制备在润滑油中具有良好分散性的自修复粉体和研究不同载荷对自修复膜成膜的影响,分析了钛酸酯偶联剂对蛇纹石粉体表面的修饰作用,探讨了不同载荷下添加剂对金属摩擦副的自修复作用,解析了试样表面形貌和试样表面化学成分.结果表明:经钛酸酯偶联剂修饰的粉体在润滑油中具有较好的分散性;在润滑油中加入蛇纹石粉体和分散剂可显著增加耐磨减摩性能.当载荷为300 N,含有添加剂的润滑油润滑条件下,摩擦副的摩擦系数较纯基础油低,添加剂起减摩作用;当载荷为600 N和900 N时,蛇纹石粉体在表面形成相对完整、光滑的自修复膜层,避免了金属表面的直接接触,从而起到降低磨损的作用;当载荷为900 N时,表面自修复膜层在摩擦机械力和热的作用下,发生化学脱水反应,自修复膜层表面有较多的微小孔洞.     

铁谱分析技术在大型机组运行中发挥的作用

机械设备在运行过程中,润滑油不但减少了这些零部件的摩擦和磨损,而且随着它的流动,也会不断地把零部件磨损的产物——磨屑带离摩擦表面,使这些磨屑悬浮于油液中,润滑油中的磨损颗粒携带着有关机械磨损状态的详细信息,这些信息通过磨损颗粒的浓度、尺寸、形状及组成表现出来,根据这些特征,可以断定零件所处的磨损状态以及该状态下发生的磨损类型。     

微晶二氧化硅粉体添加剂的抗磨减摩作用

为研究微晶SiO2粉体添加剂的抗磨减摩作用,采用微晶SiO2矿物粉体作为润滑油添加剂,利用AMSLER摩擦磨损试验机研究45#钢摩擦副在添加剂润滑油润滑下的摩擦学特性.磨损后钢环表面的形貌和成分通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪进行分析.结果显示:以微晶SiO2粉体为添加剂润滑时在摩擦副表面形成一层陶瓷保护层.相比基础油,在微晶SiO2添加剂润滑油润滑条件下,摩擦副的接触状态由金属之间的摩擦磨损转化为自修复膜层之间的摩擦磨损.添加剂润滑油较基础油润滑条件下的摩擦系数大.摩擦磨损过程中自修复膜层的形成,隔离了金属摩擦副的直接接触,降低了试样磨损失重,具有良好的耐磨性能.     

AZ91镁合金的干滑动摩擦磨损性能研究

采用M-2000型磨损试验机测试了在低、高转速干滑动摩擦条件及不同载荷(50、100、150、200 N)下 AZ91铸造镁合金的摩擦磨损性能,并结合分析镁合金试样的表面温度、磨损表面形貌、磨屑的物相组成特点,探讨了载荷和转速对镁合金的摩擦磨损机制的影响.结果表明,AZ91镁合金的磨损量随着载荷与磨损行程的增加而明显增加;载荷较小时,材料的磨损机制以氧化磨损和磨粒磨损为主;随载荷与速度的增加,磨损机制逐渐发生转变;在高速及较大载荷(150、200 N)下,镁合金表面的温度显著提高,其磨损机制已转化为以剥落磨损为主.     

ZTA陶瓷的高温摩擦磨损性能

研究了400～800℃时,干摩擦条件下ZTA陶瓷销／3Cr2W8V钢盘的滑动摩擦磨损行为。测定了此摩擦副的摩擦系数和销的磨销因子。通过对销磨损面的SEM形貌观察、EPMA微区成分分析及X射线衍射相分析,讨论了ZTA陶瓷的磨损。试验结果表明：ZTA陶瓷在600℃时,以陶瓷晶粒的脱落和断裂为主要磨损机理,表现出比400℃时有较大的磨损。800℃时由于钢盘已高温软化,而陶瓷销表面形成半透明无定形膜,有利于减少ZTA陶瓷的磨损,从而表现出优良的高温耐磨性。     

碳化钨涂层高温摩擦磨损行为

采用爆炸喷涂技术制备了碳化钨涂层,利用HT-1000高温摩擦磨损试验机研究了碳化钨涂层高温下摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析了涂层磨损表面形貌、元素分布和相结构.结果表明:碳化钨涂层由雪花片状颗粒堆叠而成,如山地状,结合紧密.定温条件下,摩擦因数随着试验温度升高而减小,试验温度为550℃时,摩擦因数最小;磨损量随着温度升高而增大,550℃时,磨损量由于配副材料的转移出现了负增加.温度低于350℃时,磨损表面具有撕裂、轻微黏着和磨粒磨损痕迹;在550℃时,磨损表面发生了剥落、严重黏着和氧化磨损.连续升温条件下,温度低于300℃时,摩擦因数较小,在350~550℃范围内,摩擦因数波动较大;磨损表面以剥层、黏着和氧化磨损为主.     

齿轮传动的磨损自修复

研制适用于钢/钢摩擦副的含软金属Sn,Zn粉体的自修复润滑剂,在摩擦磨损试验机上考察该润滑剂的修复性能和摩擦学性能,用ANSYS软件仿真计算齿轮传动的齿面接触应力.研究结果表明,研制的Sn-Zn修复润滑剂可在钢表面摩擦形成修复层,在不同载荷下有良好的减摩和抗磨性能.仿真计算结果显示,该修复润滑剂可使修复齿面的接触应力降低16.7%.     

纳米铜润滑油耐磨性能的实验研究

为考察纳米铜粉具有的抗磨性及修复性能,分别采用常用润滑油和加了纳米铜粉的同种润滑油为润滑介质在相同的摩擦和加载条件下进行金属摩擦实验,观察金属表面在摩擦后的磨斑微观形貌及摩擦过程中表面特征反映.实验结果表明,纳米铜粉确实有着良好的润滑功能,并且对已磨损的工件表面具有一定的修复功能.     

纳米SiC含量对Ti3SiC2/Al复合材料摩擦磨损特性的影响

采用SPS方法制备出SiC和Ti3SiC2双相增强Al基复合材料,并在MM-200型摩擦磨损实验机上进行干摩擦试验。研究了不同含量SiC对Ti3SiC2/Al复合材料组织及耐磨性的影响,结果表明,颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响。复合材料具有良好的摩擦磨损性能,烧结温度为550℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的摩擦系数从0.34降到0.285,降低16.2%。烧结温度为400℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的磨损量从0.0079降到0.0039,降低50.63%。     

温度对10CrMn2NiSiCuAl极地破冰船用钢板干摩擦行为的影响

采用Bruker UMT-3Tribolab摩擦磨损仪测试了与宝山钢铁股份有限公司共同开发的破冰船用低温钢板10CrMn2NiSiCuAl在不同环境温度下的摩擦磨损性能,利用轮廓扫描仪和扫描电子显微镜表征了磨痕及磨屑的表面形貌,采用电子能谱(EDS)以及X射线衍射谱(XRD)分析了磨屑表面的化学元素及成分,进而推断其磨损机制。结果表明:环境温度对摩擦磨损的性能有显著影响,当环境温度为20℃时,摩擦磨损形式以疲劳失效、氧化磨损和黏着磨损为主,磨痕表面的过渡层能够降低摩擦系数,减少磨损量,表面磨损产物主要为Fe_2O_3和Fe_3O_4;随着环境温度降低至-20℃,磨损机制转变为微切削作用下的磨粒磨损和塑性变形,磨痕表面出现犁沟形貌,磨损产物主要为Fe元素,磨屑的长宽比减小,出现球形磨屑,磨损量急剧增加。