聚四氟乙烯垫片磨损研究

聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数,是优异的固体润滑材料。通过添加不同体积比的铜粉,经过粉末冶金工艺制得改性聚四氟乙烯垫片,在不同摆角、固定摆动频率、常温干摩擦条件下对试件进行摆动磨损试验。研究填充铜粉聚四氟乙烯试件的磨损量以及磨损量与压强的关系。结果表明,其添加铜粉体积比为20%时表现出良好的耐磨损性能,5MPa时为摆动磨损试验的最低磨损量,最高承载达到7.5MPa,在此载荷条件下形成很好的表面转移膜,对试件的磨损量很小。     

等离子喷涂Ni60A/MoS_2复合润滑涂层摩擦学特性研究

在UMT-2微观磨损试验机上研究了等离子喷涂Ni60A/MoS2复合润滑涂层的摩擦学特性,且对摩擦表面进行了SEM观察和分析.研究结果表明:随着MoS2含量的增加,摩擦因数显现先减小后增大的趋势,并在MoS2的质量分数为40%时达到最小值.随着载荷的增加磨损量明显增大,当载荷由80 N变化到120 N时,载荷对磨损的影响较为显著,120 N时的磨损量大约为80 N时的1.7倍左右,载荷对摩擦因数也有较大的影响,等离子喷涂涂层的主要磨损失效形式为磨粒磨损和粘着磨损.     

发动机曲轴磨损特性研究

利用摩擦磨损试验机对速度、载荷、间隙等因素对发动机曲轴磨损特性的影响进行研究。在不同工况下（速度、载荷、间隙）进行了正交试验,试验结果表明,在完全润滑状态下,速度对曲轴磨损量的影响较显著,载荷和间隙对磨损量的影响相对较小。     

柴油机活塞环-缸套典型材料摩擦磨损特性的研究

作者利用M200型摩擦磨损试验机、2001型轮廓仪、S-570型扫描电子显微镜Talyserf-S200型圆度仪等测试仪器,对中小型柴油机活塞环—缸套摩擦副常用的典型材料,进行交替配对组成九对摩擦副、在一定的速度及润滑条件下,以载荷及时间为参变量,考察它们的摩擦磨损特性。试验表明,合适的材料组配可以大大提高摩擦副的摩擦磨损性能,摩擦系数随载荷的变化而变化,在一定的载荷作用下,由于材料的塑性变形及石墨的润滑作用可使摩擦系数降低,摩擦系数与磨损量之间不能建立对应的函数关系。在合适的金相组织范围内较硬材质具有较高耐磨性,而活塞环材质硬度比缸套材质硬度较高时(本试验为40HB)摩擦副的磨损量最小。     

激光熔覆WC/Ni60B复合涂层在水润滑滑动摩擦环境下的磨损特性

采用激光熔覆技术制备了Ni60B镍基合金涂层以及微米WC、纳米WC和微-纳米WC颗粒增强的Ni60B基复合涂层(分别称为WCm、WCn和WCmn复合涂层).对制备涂层在Amsler200磨损试验机上进行了不同载荷和滑动距离的水润滑滑动磨损试验.结果表明:WC颗粒的加入显著提高了Ni60B涂层的耐磨性.WCm复合涂层和纳米WCn复合涂层的耐磨性差别不大,但磨损形貌不同.涂层在水润滑环境下的磨损量均远远低于干滑动摩擦,其原因是水膜的支撑或隔离作用降低了涂层与磨轮之间的接触应力,水的冷却作用减少了摩擦热引起的温度升高,降低了涂层摩擦表面的温升和热软化.水润滑摩损条件下,WCm和WCn复合涂层中过饱和W元素发生扩散和聚集.     

基于乳化液的ZCuPb20Sn5和ZL108摩擦磨损特性研究

为了考察ZCuPb20Sn5和ZL108在乳化液润滑条件下的摩擦磨损性能,在MMW -1摩擦磨损试验机上对两种材料进行了销盘摩擦副和止推圈摩擦副的试验研究,得出了在不同载荷和转速下,两种材料的磨损量、磨损率、摩擦力及摩擦系数等实验结果,采用MATLAB三次样条拟合工具分别得出了摩擦系数和磨损率与载荷和速度之间的关系曲线...     

中重型车辆离合器摩擦副材料的高温摩擦磨损性能

为了探讨离合器摩擦副材料在高温下的摩擦磨损机制,采用30CrSiMoVM钢作为与铜基粉末冶金摩擦片配对使用的对偶钢片,在MMU-10G高温端面摩擦磨损试验机上,研究30CrSiMoVM钢和摩擦片组成的摩擦副在室温到600℃之间的摩擦磨损性能。研究结果表明:随着温度升高,材料的强度逐渐降低,摩擦界面氧化膜不断形成与脱落,使摩擦副摩擦因数和磨损量总体趋势逐渐增大。在温度为300~500℃时,摩擦副摩擦因数和磨损量均平稳增大,表明摩擦副材料在此温度段摩擦磨损性能较稳定,磨损机制表现为磨粒磨损、氧化磨损和疲劳磨损;在600℃时,摩擦副材料表层软化,摩擦片摩擦因数和磨损量急剧增大,对偶钢片因表层黏着磨损严重,相对磨损量较小,磨损机制表现为黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损。     

基于“磨粒磨损”原理颗粒几何参数对制动块摩擦和磨损实验研究

为研究摩擦界面三体颗粒几何参数对制动块摩擦特性的影响及摩擦磨损的机理,文章利用摩擦磨损试验平台,以氧化铝颗粒几何参数为变量,对摩擦界面摩擦力学参数进行实时测量,研究不同几何参数在长时间制动过程中对制动块摩擦特性和磨损率的影响,利用电镜分析研究摩擦磨损机理。研究发现：在连续较长摩擦时间条件下,粗糙峰遭到破坏,“磨合稳定恶化磨损”过程不断重复;较小颗粒的加入会加速次级平台的产生,摩擦性能有所增加;随着颗粒几何参数的增大,载荷将较大颗粒限制在摩擦界面或嵌入制动摩擦块内,增加了粗糙峰,摩擦性能会进一步增大;超过100μm,颗粒不受载荷限制,破坏接触平台和摩擦膜,加速磨损,摩擦性能开始减弱;颗粒的加入可以加速次级平台的成长,稳定的氧化膜才是形成稳定摩擦的关键因素,随着颗粒几何参数的增加磨损量会逐渐增加。     

45#钢在含有微米级二硫化钼的18#齿轮油中的摩擦磨损性能

通过45#钢在二硫化钼质量分数分别为0％,0．5％,1％,1．5％,2％的18#齿轮油润滑的5种工况下,进行不同载荷的滑动摩擦试验,比较其摩擦磨损性能并分析磨损机制。结果表明,载荷为300N时,二硫化钼质量分数为2％的18#齿轮油中45#钢磨损量比其在基础油工况下降低了43．5％,摩擦系数降低了33．1％。二硫化钼质量分数为2％时18#齿轮油的抗摩擦磨损性能最好。     

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.     

用二硫化钼石墨填充聚四氟已烯摩擦学特性的研究

在干摩擦状态下,对用二硫化钼、石墨填充至聚四氟已烯中所组成的复合材料进行了摩擦磨损特性的研究.通过试验分析得知填料减磨的主要机理,是由于在摩擦表面上存在转移膜以及填料具有的自润滑特性,使得对磨时与纯聚四氟已烯相比摩擦系数降低、耐磨性提高     

SiC颗粒增强铁基粉末冶金复合材料的研究

采用粉末冶金方法制备了ＳｉＣ颗粒增强铁基复合材料,考察了ＳｉＣ颗粒含量与铁基粉末冶金复合材料的显微组织、相对密度、力学性能及磨损性能之间的关系,并探讨了其摩擦磨损机理。结果表明,合适的ＳｉＣ含量能在基本不降低材料强度的基础上大幅度提高耐磨性能。     

碳纤维/石墨-铜基自润滑耐磨复合涂层的摩擦学性能

为提高45~#钢的摩擦学性能,采用热压烧结技术,在45~#钢表面制备了以Ni为中间连接层的铜基自润滑耐磨复合涂层。采用扫描电镜和能谱仪对涂层表面及截面的微结构进行了分析;采用球-盘式摩擦磨损试验机与GCr15球配副,在不同载荷和速度下,研究了铜基自润滑耐磨复合涂层和基体的干摩擦学性能,并分析了磨损机理。结果表明:在所有试验条件下,含4wt%碳纤维和2wt%石墨样品的摩擦系数和磨损率均比45~#钢低,且在15 N载荷、500 r/min转速下显示出最优的摩擦学性能。     

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     

Si含量对Fe-20Ni-3.5C自润滑材料组织与性能的影响

采用熔炼法制备不同Si含量的Fe-20Ni-3.5C固体自润滑合金,研究了Si含量对Fe-20Ni-3.5C合金机械性能和摩擦磨损性能的影响.研究表明,随着硅含量的增加,固溶于奥氏体基体中的碳含量逐渐降低,结晶中的片状石墨逐渐短粗化和球化.当硅含量为2.5%时,合金的硬度与抗拉强度最高而相对应的冲击韧性则较低.材料的干摩擦因数和磨损率随着合金硬度的提高而降低,其中Fe-20Ni-3.5C-2.5Si合金硬度高,摩擦因数最低,干摩擦因数保持在0.23,其磨损形式为疲劳磨损.     

SiCp/Al复合材料制动盘用树脂基摩擦材料研究

为了选择适合于SiCp／Al复合材料制动盘的树脂基摩擦材料增强纤维，采用MG-2000摩擦磨损试验机研究了钢／钢纤维、Kevlar纤维／钛酸钾晶须以及碳纤维3种增强体系摩擦材料的摩擦磨损性能．结果表明，钢／铜纤维增强摩擦材料具有最高的摩擦因数和适当的磨损率，因此钢／铜纤维适合作为SiCp／Al复合材料制动盘用摩擦材料的增强纤维．摩擦表面的SEM形貌显示，钢／铜纤维摩擦材料的摩擦表面主要由铜纤维涂抹形成的大块不连续的摩擦膜组成；Kevlar纤维／钛酸钾晶须摩擦材料的摩擦膜细密而又连续；碳纤维摩擦材料表面没有形成致密的摩擦膜．     

短碳纤维增强铜基复合材料的制备及其性能的研究

以化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，采用粉末冶金方法制备了短碳纤维无序增强铜基复合材料，并对复合材料的摩擦磨损性能、力学性能以及导热导电性能进行了研究，研究结果表明：化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，使碳纤维与铜基体结合得较好，用冷压、烧结的粉末冶金法制备出的试样性能良好；碳纤维的加入，虽使复合材料的导热率、电导率有所下降，但仍然保持有良好的导热、导电性能，并且使复合材料的硬度、耐磨性和强度有显著提高，同时碳纤维的加入减小了复合材料的摩擦系数。     

Effect of Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3sf</Subscript> addition on the friction and wear properties of (SiC<Subscript>p</Subscript>+Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3sf</Subscript>)/Al2024 composites fabricated by pressure infiltration

Aluminum (Al) 2024 matrix composites reinforced with alumina short fibers (Al₂O_3sf) and silicon carbide particles (SiC_p) as wear-resistant materials were prepared by pressure infiltration in this study. Further, the effect of Al₂O_3sf on the friction and wear properties of the as-synthesized composites was systematically investigated, and the relationship between volume fraction and wear mechanism was discussed. The results showed that the addition of Al₂O_3sf, characterized by the ratio of Al₂O_3sf to SiC_p, significantly affected the properties of the composites and resulted in changes in wear mechanisms. When the volume ratio of Al₂O_3sf to SiC_p was increased from 0 to 1, the rate of wear mass loss (K_m) and coefficients of friction (COFs) of the composites decreased, and the wear mechanisms were abrasive wear and furrow wear. When the volume ratio was increased from 1 to 3, the COF decreased continuously; however, the K_m increased rapidly and the wear mechanism became adhesive wear.     

Influence of nano-Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>-reinforced oxide-dispersion-strengthened Cu on the mechanical and tribological properties of Cu-based composites

The mechanical and tribological properties of Cu-based powder metallurgy (P/M) friction composites containing 10wt%–50wt% oxide-dispersion-strengthened (ODS) Cu reinforced with nano-Al₂O₃ were investigated. Additionally, the friction and wear behaviors as well as the wear mechanism of the Cu-based composites were characterized by scanning electron microscopy (SEM) in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) elemental mapping. The results indicated that the Cu-based friction composite containing 30wt% ODS Cu exhibited the highest hardness and shear strength. The average and instantaneous friction coefficient curves of this sample, when operated in a high-speed train at a speed of 300 km/h, were similar to those of a commercial disc brake pad produced by Knorr-Bremse AG (Germany). Additionally, the lowest linear wear loss of the obtained samples was (0.008 ± 0.001) mm per time per face, which is much lower than that of the Knorr-Bremse pad ((0.01 ± 0.001) mm). The excellent performance of the developed pad is a consequence of the formation of a dense oxide composite layer and its close combination with the pad body.     

氩弧熔铸TiC-TiB_2/Fe复合材料的组织与耐磨性

为改善合金材料的耐磨性能,采用氩弧熔铸技术,以Fe、Ti、B和C粉为原料,按质量分数比45∶30∶20∶5制备原位合成TiC-TiB2/Fe复合材料。通过扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计及摩擦磨损试验机对复合材料的显微组织、物相、洛氏硬度和耐磨性进行分析研究。结果表明:复合材料由原位生成的TiB2和TiC增强颗粒相及α-Fe相组成,颗粒呈块状、板条状和多边形,且颗粒结合地很紧密。复合材料的平均洛氏硬度约为9.37 GPa。在室温干滑动磨损条件下,该熔铸复合材料的耐磨性约是GCr15工具钢的6倍。该研究为原位合成TiC-TiB2/Fe复合材料的制备提供了一种新方法。