接触压力与粉末层厚度对塑性拉延过程的影响

文章以石墨粉末作为固体润滑剂,在不同接触压力和粉末层厚度下,对铝合金进行了一系列塑性拉延摩擦试验,得到了铝合金在粉末润滑条件下的摩擦系数和表面膜特性,并对塑性成形过程粉末润滑机理进行了分析。结果表明:爬行现象是润滑膜破坏的主要原因,该现象随着接触压力的增大而加剧;适当增加粉末层厚度可以有效降低润滑膜的损伤,但不是粉末量越多越好,最佳厚度随使用工况而变化;不同粉末层厚度下,表面膜的典型破坏形式有所区别;摩擦系数随着接触压力的增加而减小,随着粉末层厚度的增加而增加。     

菱形孔织构端面的润滑性能研究

在充分供液的条件下,通过试验研究了菱形孔织构的尺寸、排布方式以及深度对摩擦系数的影响规律及其机理分析。结果表明:具有同样排布方式和倾斜角度的菱形孔织构端面,孔的深度和孔型面积比的大小对摩擦副表面的摩擦性能影响较大;在研究的工况下,并不是所有的大菱形孔织构的Stribeck曲线在流体动力润滑阶段呈现出单调上升的趋势,而是产生波动现象;同条件下,随着载荷的增加,两端面间液膜厚度变薄,摩擦状态由流体润滑状态逐渐转化为混合摩擦状态,导致摩擦系数的不断减小。     

润滑膜的时效特性

为了探讨纳米级润滑膜的时间特性，采用相对ＮＧＹ－２型纳米级润滑膜厚度测量仪对不同润滑剂在不同工况的成膜能力进行了测量，讨论了各种工况条件下薄膜润滑的时间效应问题。实验表明，润滑膜厚度在一定条件下随连续运行时间的增加而增加。由于这一现象不同于一般的润滑规律和流变特性，从界面物理和表面物理化学方面分析了润滑膜时间效应的产生机理。     

石棉摩擦材料-钢摩擦副材料转移机理的实验研究

在一定压力和转速下对试样进行了摩擦试验,用扫描电镜和能谱仪对摩擦表面进行了观察分析,研究了石棉摩擦材料-钢摩擦副材料转移的物理过程、转移膜形成的工况条件及其影响因素,并论述了转移膜的表面特征。试验研究表明,石棉刹车块-钢滑动系统中,无论在何种工况下,都有不同程度的材料转移。转移膜是片状、长条状或团块状。转移膜不连续,其元素含量、相对厚度沿周向和径向分布不均,对偶材料的硬度、剪切强度表面能、热特性、表面光洁度及摩擦表面温度对转移膜形成有一定的影响。     

基于油润滑条件下的纳米单元表面优化作用机理

依据摩擦化学反应和作用模型的建立，研究了油润滑介质中纳米单元表面优化作用机制，认为纳米粒子油润滑表面优化行为是以下途径共同作用的结果：摩擦副表面短程作用力导致摩擦副近表面纳米粒子在表面富集，使表面润滑层(膜)的厚度增加、强度增大；表面富集的部分纳米粒子在摩擦条件下发生摩擦化学反应，生成新的化学转移膜；纳米粒子在摩擦过程中填平、抛光表面等。     

激光金属直接成形中形貌自稳定效应的研究

为了在开环控制条件下直接制备出表面平整的薄壁零件,针对同轴送粉条件下粉末离焦对单道熔覆层厚度的影响,建立了理论模型,分析了成形表面出现的凹凸不平现象,对激光离焦和粉末离焦对单道熔覆层形貌的影响进行了实验研究.研究表明,激光离焦主要影响单道熔覆层的宽度,而粉末离焦主要影响单道熔覆层的厚度.在粉末负离焦条件下,激光金属直接成形过程具有形貌自稳定效应,能消除成形层的凹凸现象,从而制造出成形表面平整的薄壁零件样件.由于计算结果与实验结果的趋势能保持一致,形貌自稳定效应能够提高开环系统下薄壁零件的制造精度,因此具有实际的应用价值.     

混合流润滑条件下的水润滑橡胶轴承的润滑特性

针对水润滑橡胶轴承在混合流态下的润滑问题,基于层流、湍流经典润滑理论建立了水润滑橡胶轴承混合流态下的润滑方程,采用有限差分法分析了混合流润滑下的雷诺数、水膜厚度、衬层变形及水膜压力随偏心率、转速和长径比的变化规律,并将层流、湍流和混合流3种润滑流态下计算得到的润滑特性进行了对比分析。结果表明:混合流润滑方程比层流和湍流润滑方程更适合水润滑橡胶轴承的实际运行工况,混合流润滑下的水膜厚度、衬层变形和水膜压力的取值范围均处在层流润滑和湍流润滑之间;在混合流润滑下,雷诺数在承压区随偏心率的增大而减小,同时随转速的增加而增大;水膜厚度随偏心率的增大而减小,随转速和长径比的增大而增大;偏心率对最大衬层变形的影响最大,转速的影响次之,长径比的影响最小;水膜压力在承压区随着偏心率、转速和长径比的增加均增大。此研究可为准确分析水润滑橡胶轴承实际运行工况下的润滑特性提供参考,也可为计算流体动力学(CFD)仿真水润滑轴承润滑机理的研究提供依据。     

表面粗糙度对低速水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响

针对船用滑动轴承在低速水润滑工况下液膜承载能力不足导致的局部固体接触碰磨问题,研究了表面粗糙度对水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响。假设轴颈和轴承表面粗糙峰服从高斯分布,以粗糙峰高度综合标准差表征表面粗糙度,联立平均雷诺流体润滑方程和GreenwoodTripp(GT)固体表面接触方程,对比分析了全膜润滑和混合润滑下的液膜厚度和压力分布,针对几种典型转速研究了表面粗糙度对轴承的液膜承载力及其最大压力、粗糙峰接触承载力及其最大压力、偏心率和最小名义膜厚的影响。数值计算结果表明:在低速水润滑工况下,混合润滑模型的最大液膜压力比全膜润滑模型降低一个数量级以上,粗糙峰接触压力的产生使得最小名义膜厚增加;随着表面粗糙度的增加,液膜承载力、偏心率、最大液膜压力和最大粗糙峰接触压力呈减小趋势,粗糙峰接触承载力和最小名义膜厚呈增加趋势;在混合润滑下转速对最小名义膜厚和偏心率的变化曲线没有影响。该研究可对低速水润滑滑动轴承优化及可靠性设计提供一定的参考。     

紫铜触指精锻过程中的摩擦与润滑

为探讨压力加工中摩擦与润滑的特点，将塑性加工中的摩擦与润滑与一般机械摩擦润滑在摩擦机理上进行比较，探讨了塑性成形过程中摩擦副承受高温、高压的特点。以紫铜触指精锻为例对该零件在塑性变形中的流动及表面形貌进行了观察。     

滑动速度对织构化表面润滑状态的影响

为了研究滑动速度对织构化摩擦副的润滑状态的影响,采用Nd:YAG固体脉冲激光对GCr15钢盘表面进行织构化处理,形成直径约150μm、深度约30~40μm的环形排列的微孔。在摩擦试验机上对Al_2O_3陶瓷球/GCr15钢盘进行摩擦学性能测试,并基于Stribeck曲线和弹流理论研究滑动速度对织构化表面润滑状态的影响。研究结果表明:在油润滑条件下,试样的摩擦因数随滑动速度的增大而减小。当滑动速度大于2 m/s,润滑状态从混合润滑逐渐进入到流体润滑区域;而经过织构化处理的配副能在较低的速度下实现由混合润滑向流体润滑状态过渡。根据磨损形貌比对可以看出:在流体润滑状态下,织构可以增加摩擦配副间的润滑膜厚度,使流体产生额外动压,提高油膜承载能力,减少磨痕宽度。     

极压润滑剂基础油分子结构对边界润滑的影响

通过四球机试验和双圆盘胶合试验机试验,考察了极压润滑剂的基础油分子结构对边界润滑的影响。试验结果表明,石蜡基极压润滑剂比环烷基极压润滑剂的承载能力高;基础油的分子与极压添加剂有协同效应,不同分子结构的油性膜和极压反应膜相互影响,形成不同的边界膜;以极压反应膜为主,油性膜为辅的润滑则化学磨损严重且表面易涂抹;以油性膜为主,极压反应膜为辅的润滑则边界膜强度高且摩擦表面基本保持原始形貌;完全是油性膜润滑则边界膜强度低;极压添加剂的含量增加则边界润滑的承载能力显著提高,但它对部分弹性流体动力润滑的承载能力提高得不显著。     

冷轧过程中的混合润滑特性

基于Christensen的表面粗糙峰分布假设,以轧制理论、流体力学理论为基础建立了考虑表面粗糙度的冷轧混合润滑模型,并提出了混合润滑摩擦状态约束关系式用来判别摩擦状态.对不同条件下油膜厚度、接触面积比、压应力及摩擦应力分布情况进行了仿真分析.结果表明:随着压下率的增加,油膜变薄、界面接触面积比增加、应力增大;同时,表面粗糙度对界面接触面积比及应力分布有较大影响,粗糙度增加,界面接触面积比增加,压应力及摩擦应力均增加.较高的润滑液黏度或轧制速度可以有效地降低轧制界面摩擦力及轧制力.     

冷挤压成形工艺中润滑特性的研究

文章对冷挤压工艺中的非稳态成形过程进行分析,在考虑金属塑性成形工艺中润滑剂呈非牛顿特性的条件下,运用塑性成形理论和摩擦学原理建立了比较精确的润滑模型,并运用该模型推导出油膜压力、润滑膜厚度、摩擦力的计算公式     

载荷对面接触摩擦副粉末润滑膜影响的实验研究

文章利用石墨粉末颗粒,基于端面摩擦实验机对粉末润滑的特性进行了摩擦学研究.重点探索了载荷变化时粉末膜的形成和渐变破坏过程,并利用光学显微镜对表面膜进行了观察;结果表明粉末润滑膜可以在一定载荷范围内长时间保持完整,实现良好润滑,并随载荷的增加逐渐表现出破坏现象.     

钛合金微弧氧化膜层耐磨性能的研究

本文通过对钛及钛合金在NaAl02＋H3PO4,Na2SiO3溶液体系中,不同的微弧氧化电压、时间条件下,采用微弧氧化进行改性表面。通过分析实验现象和测试结果,研究工艺参数对所形成的膜层结构、形貌、厚度及耐磨性的影响。所得到的膜层摩擦系数都比基体的摩擦系数大;在试验中,发生了粘着磨损;表面粗造度对摩擦系数有一定的影响。从摩擦寿命来看,TA2膜层与TA10膜层在硅酸盐体系中的寿命较短,在NaAlO2＋H3PO4体系中寿命较长。膜层厚度越厚,耐磨性越好。     

表面力仪及油性添加剂薄膜流变特性

为研究超薄润滑膜的摩擦特性和添加剂的影响 ,采用自制的表面力仪进行了润滑剂基础油和油性添加剂的薄膜流变实验。结果表明 :当膜厚减薄到纳米量级时 ,润滑油呈现非牛顿剪切响应 ,即剪切稀释现象 ,其等效粘度随着膜厚变薄而增加 ,并在某个临界膜厚处急剧上升。加入添加剂后 ,润滑油等效粘度降低 ,临界膜厚变小 ,说明薄膜流变特性与界面的摩擦状况有关。指出油性添加剂的功能在于形成摩擦系数小但厚度较薄的吸附层 ,与界于壁面间的润滑流体构成夹层结构 ,从而较好地解释了实验规律     

不同试验条件下C/C复合材料的摩擦磨损性能

利用MM-W1型立式万能摩擦磨损试验机测试C/C复合材料在不同载荷(0.5, 1.0,1.5 MPa)及不同润滑(干态、水润滑、油润滑)条件下的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜对不同状态下的磨损表面形貌进行观察分析.结果表明:摩擦系数均随摩擦时间的增加而增大至一定范围内保持稳定;随着载荷的增大,干态条件下的摩擦系数不断减小;相同载荷下,干态摩擦试样的摩擦系数最大,磨损率最小;干态条件下能形成完整、光滑的磨屑膜,有效隔离了材料与对磨销之间的接触,降低了磨损率;油润滑和水润滑条件下形成的液态膜具有润滑作用,降低了摩擦系数,但不利于磨屑膜的形成,导致磨损率较大.     

工况周期波动下深海推进器密封摩擦副性能研究

针对深海推进器用机械密封在工况周期波动下磨损失效现象,在机械密封PV试验机上进行拟实工况测试,建立不同材质摩擦副配对在工况周期波动和定工况下的对照性试验,测试摩擦副实时摩擦系数、形貌演变、表面磨损等数据。试验结果表明:工况周期波动下的SSiC-M106K摩擦系数振幅频率高于恒定工况,且表面粗糙度由0.026μm上升至1.08μm,产生的磨粒对M106K表面造成二次磨损;另一方面,在3种不同材质的摩擦副配对中,SSiC-WC在工况周期波动下的摩擦系数最小且始终稳定在0.012～0.027范围。经SEM电镜测试后发现:以SSiC为动环的SSiC-WC摩擦副磨损程度较小,未出现犁沟效应,而SSiC-M106K表面出现明显磨痕,这是由于在滑动接触过程中磨料在石墨表面转移而导致磨损加剧。因此,SSiC-WC的摩擦配副更适应工况周期波动的服役环境。     

非牛顿特性下冷挤压流体动力润滑模型的建立

应用磨擦学和金属塑性成形理论，对冷挤压工艺中的流体动力润滑机理进行了分析。针对冷挤压高压、大剪应变率工况下，润滑剂呈非牛顿特性的特点，运用Ostwald非牛顿体模型，分别建立了冷挤压非稳定流体动力润滑状态和稳定流体动力润滑状态的数学模型，并运用该模型对以蓖麻油作润滑剂的纯铝冷挤压进行了分析。计算结果揭示了冷挤压过程中，润滑油膜厚度及油膜压力的分布。     

17-4 PH不锈钢表面草酸盐膜润滑性能的影响因素

对17-4PH不锈钢制成的圆盘试样表面进行草酸盐处理,采用球-盘摩擦试验测定摩擦因数,考察原试样表面粗糙度、接触应力及摩擦速度对草酸盐膜润滑性能的影响.结果表明:当原表面粗糙度为0.046μm时,试样经过草酸盐处理后表面润滑性能最好;表面接触应力对草酸盐处理表面的润滑性能影响较大,当接触应力小于1 045 MPa时,可以获得较好的润滑效果;在试验范围内,摩擦速度对草酸盐处理表面的润滑性能影响不大.