半金属摩擦材料的摩擦磨损性能及磨屑形貌

采用D MS定速式摩擦试验机 ,测定 3种金属纤维 (钢纤维、黄铜纤维和紫铜纤维 )增强的半金属摩擦材料与灰铸铁在不同温度下滑动摩擦的摩擦磨损性能 ,并收集磨屑 ,借助SEM扫描电子显微镜 ,观察、分析磨屑的形貌 ,研究材料磨损的内在机制 .研究结果表明 :紫铜纤维增强的摩擦材料与灰铸铁间的摩擦因数最稳定 ,磨损率最低 ;低温时 ,3种材料的磨屑均比较细小 ,在少数大颗粒的表面可以观察到较深的划痕 ,有的带有明显的裂纹 ,说明该磨损主要由犁沟及微切削作用引起 ;高温时 ,磨屑多呈较大的块状或薄片状 ,这是粘结剂的高温分解和摩擦表面膜的热裂分解所致 ;对于铜纤维 (黄铜或紫铜 ) ,在摩擦过程中还会发生铜在对偶表面的涂抹现象 ,这也是影响其摩擦磨损性能的一个重要因素     

集屑装置对45#钢磁场摩擦磨损性能的影响与磨屑量化分析

为了研究磁场下45#钢摩擦过程中的磨屑吸附和氧化行为,对磨屑进行了量化分析,针对自制HY-100型销-盘式磁场摩擦磨损试验机设计了一种集屑装置.该装置充分考虑磨屑收集完整性,并保证磁场摩擦环境稳定且具有抗电磁干扰能力.摩擦磨损试验分别研究了集屑装置对无磁场和有磁场两种摩擦条件的影响,分析了集屑装置对磁场摩擦的影响形式和...     

磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响

采用销-环接触方式,在自制的摩擦磨损试验机上,研究了不同磁场强度对铁磁性材料45钢干滑动摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和三维形貌仪等仪器对磨损表面形貌及磨屑进行了表征。试验结果表明:施加磁场明显影响了45钢的摩擦磨损性能。随着磁场强度的增大,摩擦因数逐渐增大,磨损率逐渐减小,磨损表面粗糙度逐渐降低。磨屑参与摩擦过程的方式不仅影响其自身粒度的大小,而且影响摩擦表面接触状态,以至于对45钢的摩擦磨损性能产生了显著影响。磁场促进磨损表面及磨屑的氧化并吸附磨屑反复参与摩擦过程,在磨损表面形成磨屑层,从而改变45钢的摩擦磨损性能。     

铁谱技术在钻井泵缸套活塞工况监控中的应用

通过用铁谱技术对钻井泵缸套活塞材料磨损试验及台架试验的监控,同时对在现场所取的工作泥浆中的磨屑进行对照分析研究,发现在钻井泵缸套活塞的磨损过程中所产生的磨屑主要是正常摩擦磨损磨屑、具有疲劳及粘着特征的磨屑以及少量的切削磨损磨屑。这三种磨屑的存在表明这对摩擦副间的磨损是疲劳磨损、粘着磨损及磨粒磨损等所形成的综合磨损。     

磁场强度对叠层复合材料摩擦学性能的影响

采用叠装-粘接工艺制备了不同润滑剂含量的钢-聚合物叠层复合材料,以GCr15钢球为摩擦配副,在球-盘摩擦试验机上考察叠层复合材料在不同磁场强度下的摩擦学性能.摩擦实验结果发现:随着磁场强度增大,不含润滑剂的叠层复合材料(S0)的摩擦系数和磨损率均发生显著降低;含润滑剂的叠层复合材料(S4)的摩擦系数和磨损率先缓慢降低后增大.用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察磨损表面形貌和元素分布,分析其磨损机理表明:细小磨屑被磁场吸附在接触表面并形成了滚珠效应,显著改善了S0的磨粒磨损和粘着磨损;在摩擦热和涡流热作用下,润滑剂迁移到硅钢表面并形成转移膜,使得S4具有良好的润滑性能;在无磁场时S4的聚合物表面发生疲劳剥落,在磁场作用下聚合物以塑性流动和粘着磨损为主.     

多轴微动疲劳损伤行为

通过柱面对柱面的接触方式,对35CrMoA钢在拉扭复合载荷作用下的低周微动疲劳特性进行研究,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对微动疲劳试样的微动斑和断口形貌进行观察,讨论分析了微动摩擦磨损对材料微动疲劳失效行为的影响。结果认为,微动区产生的氧化物磨屑加剧了表层材料的磨损,微动摩擦还促使疲劳裂纹源加速萌生,最终使材料在微动摩擦磨损区边缘断裂失效。     

制备工艺对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响

以碳纤维针刺整体毡为增强体,采用化学气相渗透法(CVI)制备低密度的碳/碳多孔体,再分别采用反应熔体浸渗法(RMI)和先驱体浸渍裂解法(PIP)制备C/C-SiC复合材料。在MM-3000型摩擦磨损试验机上进行模拟飞机正常着陆能量条件下的刹车试验,研究两种制备工艺对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:PIP工艺制备的C/C-SiC复合材料摩擦性能较优,其平均动摩擦因数为0.350,平均磨损率为3.500μm/(面·次);摩擦表面较完整、致密,磨屑为粗颗粒状,表现为磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损的共同作用。RMI工艺制备的C/C-SiC复合材料摩擦表面粗糙,未形成完整的摩擦膜,磨屑为细颗粒状,表现为磨粒磨损、疲劳磨损、黏着磨损、氧化磨损的共同作用。     

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。     

轮轴钢LZ50的单轴微动疲劳失效机理

研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制.结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损,并伴有氧化磨损.磨损过程中基体材料脱落、破碎、氧化形成磨屑,其中的硬质氧化物颗粒促进了材料表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效过程.微动疲劳裂纹萌生区的宽度大约为100μm,失效断裂面垂直载荷方向.     

摩擦层形成的元胞自动机模拟

建立了汽车摩擦材料在摩擦过程中摩擦层形成的变时间步长的二维和三维元胞自动机模型,模拟了磨屑运动的变化状态与摩擦材料的表面形貌。用二维元胞自动机模型模拟了无磨损条件下摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到磨屑沿摩擦力方向运动并聚集的图像。用三维元胞自动机模型模拟了有磨损时摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到摩擦材料在不同厚度的磨屑运动和聚集的动态图像。通过元胞自动机模拟可以确定摩擦层形成的机制与磨屑的运动和受阻于钢纤维、陶瓷纤维或磨粒并聚集有关,也证明了在摩擦层的研究中元胞自动机法是一个理想的模拟方法。     

Research on a Diamond Tip Wear Mechanism in Atomic Force Microscope-based Micro/nano-machining

The object is to investigate the wear of an atomic forcemicroscope (AFM) diamond tip when conducting micro/nano-machining on single crystal silicon surface. The experimental research and theoretical analysis were carried out on the worn tip in terms of wear rate, wear mechanism and the effect of the tip wear on micro-machining process. The wear rate was calculated as 1.7(10～10mm3/(N*m) by using a theoretical model combined with the experimental results. Through an integration of an AFM observation on the worn tip features with the FEM simulation of the stress distribution, in addition to the unit cutting force calculation on the AFM diamond tip, the wear mechanism of the AFM diamond tip was concluded as mainly chemical wear, and the wear process was also elaborated as well.     

摩擦时间对CaSO4晶须增强树脂基复合材料摩擦学性能的影响

采用模压成型工艺制备CaSO_4晶须增强树脂基复合材料,并选用一种市售材料作对比,研究摩擦时间对两种材料摩擦学性能的影响,利用SEM及EDAX观测磨损表面形貌及成分变化,分析其磨损机理.结果表明:随着摩擦时间的变化,自制材料摩擦系数维持在0.45左右,制动平稳性较好,磨损机理以磨粒磨损为主;市售材料摩擦系数在0.32~0.36范围内波动,制动过程易产生颤动和噪声,磨损机理以粘着磨损和热疲劳磨损为主;两种材料摩擦表面平均温度及其磨损率均随着摩擦时间的延长而逐渐升高,且与对偶件存在明显的粘着效应.     

在干摩擦和边界润滑条件下丁苯橡胶对20#钢的磨损机理研究

用扫描电子显微镜 (SEM)和X射线光电子能谱仪 (XPS)分析了磨损表面的形貌、元素含量及金属表面元素化学状态的变化 ,用镜面全反射傅立叶红外光谱仪 (FT IR)分析了橡胶表面官能团的变化。结果表明 ,2 0 # 钢被磨损的物理过程为磨粒磨损 (微切削 )。 2 0 # 钢被磨损的化学机制包括 :①金属及其氧化物与丁苯橡胶大分子自由基的反应 ;金属与具有含氧基团的丁苯橡胶分子链间的反应 ;②金属与矿物油烷烃链间及金属与氧化的矿物油烷烃链间的反应 ,主要反应产物为含有Fe C的金属聚合物及含有Fe O的聚合物 ;③金属本身的氧化 ,主要反应产物为Fe2 O3 ,FeO和Fe3 O4,在边界润滑条件下的金属磨损表面的氧化最明显     

镍磷合金镀层的摩擦磨损特性及其开发前景

本文分析了化学镀镍磷合金层的摩擦磨损试验结果,研究指出这一表面处理技术具有低的摩擦系数和高的耐磨性及硬度,又因沉积处理温度低而不存在变形,亦不影响零件原来的精度及粗糙度,因此宜于作为零件的最终表面处理。若应用于齿轮,凸轮等高副零件,前景十分乐观。最后从试样的磨损失重中估算出磨损系数和磨损减薄量以供作耐磨性设计的参考。     

钢表面氧氮处理层对硫化烯烃润滑的作用

利用球－盘试验机研究了４０Ｃｒ钢表面氧氮处理层对添加剂硫化烯烃作用效果的影响，并利用多种表面分析仪器分析了其机理。结果表明，由于氧氮处理表面的氧化膜可促进化学反应膜ＦｅＳ的生成，加上该氧化膜本身的作用，使其摩擦表面上由ＦｅＳ和氧化铁组成的边界润滑膜更厚且结构更致密，导致硫化烯烃与氧氮处理表面的配合具有更好的抗擦伤和抗磨效果。     

铝锡轴承合金的摩擦磨损机理与性能

铝锡轴承合金对大型载重汽车、坦克、高速汽车、拖拉机等的高速高压柴油机的发展有重要的意义。提高铝锡合金的耐摩擦磨损性能可节省大量能源并延长零件的使用寿命,如何取得具有优良的耐摩擦磨损的铝锡合金成为研究的重点。本文介绍了提高铝锡合金的耐摩擦磨损性能的措施及其影响因素,总结铝锡合金中锡元素含量改变、合金元素的添加、热处理与制备工艺的改变对铝锡合金的显微组织以及耐摩擦磨损性能的影响。     

刀具磨损声振特性的功率谱分析

对车削加工中刀具磨损的切削声信号和振动信号进行了功率谱多参数分析，在诸多影响参数中，滤波功率谱值之和随刀具磨损量ＶＢ的变化规律最为显著，且谱散度分析对处于正常磨损阶段的刀具磨损程度估计与预报有一定价值。     

水工混凝土的受力状态与磨损

文章分析在高速含沙水流冲击作用下 ,水工混凝土表面受力状况与磨损的关系。水工混凝土壁面在不同冲击条件下 ,由于受力状态不同而产生不同的磨损机制 ,小角度冲击 ,表面切应力起主要作用 ,磨损类似于塑性材料的表面划伤机制 ,磨损相对较轻 ,可以用合适的数学模型描述。随着冲击角度的增大 ,接触表面的拉应力逐渐起主要作用 ,磨损最终呈现脆性材料的压印破坏机制 ,磨损过程较为复杂 ,磨损严重。     

原位转化Cf/Al2 O3陶瓷基复合材料的冲蚀磨损

采用真空热压烧结技术制备原位转化Cf/Al2 O3复合材料,并在改装后的MSH型腐蚀磨损试验机上研究复合材料在不同冲蚀角度和速度下的浆体冲蚀磨损性能。通过对试样冲蚀表面的形貌观察和分析,探讨复合材料的冲蚀磨损机理以及纤维增韧对磨损过程的影响。试验结果表明：在大角度和较高速度的冲蚀条件下Cf/Al2 O3表现出较好的耐磨损性能,其磨损机理主要为脆性材料受到反复冲击,表面产生脆性剥落。增韧纤维对冲蚀磨损性能的影响主要体现在材料产生裂纹后对基体的桥连作用和对冲击功的吸收,抑制裂纹扩展,减少材料损失。     

45~#钢微孔陶瓷化及其摩擦磨损性能研究

金属的软氮化是金属表面强化的一种化学热处理方法,通过加热试样到实验所需的温度时进行适当的保温,使氮离子、碳离子渗入到金属的表面。通过干滑动摩擦试验方法,对在不同渗氮温度和渗氮时间条件下45#钢进行摩擦磨损试验,得出了硬度变化曲线和摩擦系数变化曲线,对比分析了各种条件下的磨损量,并与未处理试样进行比较分析。结果表明,渗氮处理的45#钢比未处理的45#钢具有较强的硬度和耐磨性,而且随着渗氮时间的增加和渗氮温度的升高,45#钢的耐磨性和硬度都有所增加,摩擦系数则有所减小。