C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能分析

复合材料因性能独特而备受关注,但其自身结构复杂且受到诸多因素的影响,因而对其摩擦学性能的研究仍有待进一步加强。为了对比不同摩擦配副对C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能的影响,以C/SiC复合材料为研究对象,运用销盘摩擦学试验方法,研究了C/SiC复合材料与45#钢以及C/SiC复合材料与ZrO₂材料摩擦配副的摩擦学性能,采用三维形貌仪等仪器对C/SiC复合材料摩擦后的表面进行表征分析,研究其摩擦后的表面质量及其储油性能。结果表明,C/SiC复合材料与45#钢磨损剧烈,摩擦后表面储油性能严重下降;其与ZrO₂对磨则摩擦系数较低,磨损量较小,摩擦后的表面仍保持了较好的承载性能及储油性能,是一种良好的摩擦配副。研究结果为拓展C/SiC复合材料的应用及揭示其摩擦学特性提供了有力支撑。     

碳纤维增强树脂基复合材料在低温条件下的微动摩擦磨损性能

在FTM200型摩擦磨损试验机上,以PH13-8Mo不锈钢为配副件,采用正交试验方法在低温-45,-20℃以及室温条件下探讨了法向载荷、微动频率和微动振幅及试验时间对碳纤维增强环氧树脂基复合材料微动摩擦磨损性能的影响.结果表明,法向载荷、微动频率和振幅、试验时间以及温度对摩擦系数的影响均非常显著.在-45℃时,复合材料的摩擦系数均高于室温时的摩擦系数.法向载荷和温度对复合材料磨损量的影响显著.在相同的温度下,复合材料磨损量随法向载荷的增大而增加;在相同的法向载荷下,-45℃时,复合材料的磨损量较室温时的大,其磨损区域萌生出较多的微动裂纹,疲劳剥落现象较明显,其微动磨损机制以疲劳磨损为主;而在室温下,其磨损表面主要为表面树脂的刮痕以及少量的微动裂纹,其微动磨损机制为磨粒磨损.     

刷镀电压对镍镀层摩擦磨损性能的影响

为研究刷镀电压对镍镀层摩擦磨损性能的影响,分别在不同刷镀电压下,采用快速镍刷镀方法在45~#钢表面制备工作层.在球-盘摩擦磨损试验机上,以Cr12钢球为摩擦配副进行油润滑条件下的摩擦磨损试验,通过磨损失重、油液的光谱和铁谱分析、摩擦系数、磨损表面形貌研究了不同镍镀层的摩擦磨损性能.结果表明:不同刷镀电压下制备的镍镀层的摩擦磨损性能存在较大差异.刷镀电压过低(8V)或过高(22V)时,镍镀层耐磨性能均下降;当刷镀电压为14V时,镍镀层的摩擦磨损性能最佳;镍镀层磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.     

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。     

基于离散元研究石墨对铜基石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

文章利用离散元二维颗粒流程序(PFC2D)建立铜基石墨复合材料和45#钢摩擦副数值模型,基于环-块滑动接触方式,研究摩擦过程中摩擦界面动态变化规律及石墨粒径和体积分数对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：复合材料和45#钢摩擦过程中,在摩擦表面逐渐形成石墨润滑层,使得摩擦副的接触由金属与金属接触逐渐转变为石墨与金属接触;随着时步数增加,材料摩擦系数整体下降并达到稳定;石墨粒径增加,摩擦系数增大,磨损量先减少后增多,石墨粒径为18μm时,磨损量最少为1.65×10^-8 m³;石墨体积分数增多,材料摩擦系数降低,磨损量先减少后增多,石墨体积分数为12%时,磨损量最少为1.61×10^-8 m³。     

油润滑下WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能

运用M 200型摩擦磨损试验机测定了WSi2/MoSi2复合材料与45#钢配副油润滑时的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明:油润滑可明显改善WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能,在80～120N时材料具有较好的摩擦磨损综合性能;在油润滑下,WSi2/MoSi2复合材料的磨损机理表现为点蚀磨损和磨粒磨损,偶件45#钢的损失主要归因于磨粒的切削作用.图6,参13.     

铸铁刹车盘/毂材料摩擦磨损特性研究

在自制的干摩擦磨损试验机上,研究了３种不同石墨形态铸铁与半金属摩擦材料配副的摩擦磨损性能。结果表明：蠕墨铸铁的摩擦系数高于球铁,在高速、高接触压力条件下,与灰铁相当;其磨损率接近球铁,约为灰铁磨损率的二分之一。     

45钢在永磁体磁场作用下的摩擦磨损特性

通过增加或减少永磁体的个数控制磁感应强度,分析了磁场对45钢摩擦磨损性能的影响.实验结果表明,在相同的磨损时间和载荷条件下,与无磁场作用下的磨损量相比,有磁场作用时45钢试样的磨损量明显降低,并且随着磁感应强度的增加而减小.微观分析表明,磁场作用下45钢试样的摩擦副表面生成了更多的氧化膜,磁场直接促进摩擦副表面及磨屑的氧化,从而使磨损量减小.     

不同颗粒增强铁基复合材料磨损性能的对比

采用动态电流直加热制备,提出了分段加热工艺,研究了陶瓷颗粒增强铁基复合材料的磨损性能和磨损机理.结果表明:四种不同颗粒增强铁基复合材料的磨损量均在#45钢磨损量的15%以下;Ti(C,N)对改善材料磨损性能作用最强,表明与基体界面可经受一定变形量的强化粒子最有利于提高耐磨性;复合材料的耐磨性均在强化粒子体积分数为10%时达到最好.铁基复合材料表现出高摩擦系数时耐磨性反而更好的特性,在耐磨材料应用方面显示出巨大优势.     

水溶性高分子型抗磨剂对钢／钢摩擦磨损行为的研究

采用点接触及面接触的形式，在合成的水溶性高分子型抗磨添加剂存在的情况下，得出了钢／钢摩擦副的点摩擦和面摩擦的磨损量的测量结果。进行了四球机评价试验、工具磨耗试验及Ｖ－１０４Ｃ叶片泵的耐磨耗试验，采用扫描电子显微镜观察了磨损表面的形貌，用电子能谱观察了在摩擦表面形成的膜中所含有的元素，并研究它与该抗磨剂成分之间的关系。     

润滑条件下钢的滑动磨损特性及其机理的研究

本文从材料方面研究了几个因素．包括跑合过程、钢的硬度及不同组织结构，对４３４０钢耐磨性的影响。滑动磨损试验是在“柱－盘”试验机上进行的，其固定的圆柱为５２１００钢，在旋转的圆盘试样上滑动。耐磨性通过圆盘在恒载恒速下的磨损失重及载荷相对滑动速度的磨损机制转变图进行比较，试验中发现了一些新的现象。磨痕的形貌、磨痕截面的特征以及磨屑的类型在光学显微镜及扫描电镜下进行了系统的观察。根据试验结果得出了一些关于改善钢材耐磨性措施的结论，并对滑动磨损机理进行了综合的讨论。     

MS—50型滑动磨损试验机的设计与调试

本文对自制的MS－50型销盘式滑动磨损试验机的设计思想、主要结构、性能和参数进行了简要介绍。一年多的实际使用结果证明该设备性能可靠、操作方便、试样易于制备，加上制造价格低廉，因而是一种比较实用的金属滑动磨损实验设备。     

NM400耐磨钢的冲蚀磨损与搅拌磨损特性研究

以NM400耐磨钢板为研究对象,实验模拟其在实际工况下的磨损方式,结合失重分析及磨损表面观察,研究试验材料在冲蚀磨损及搅拌磨损下的耐磨机理。结果表明,试验钢的组织主要为板条马氏体及分布在板条上的碳化物颗粒;在大角度冲蚀磨损中,NM400耐磨钢的磨损主要为塑性变形产生的冲蚀坑,且其在低冲击压力下表现出较好的耐磨性能;在搅拌磨损中,NM400耐磨钢的磨损主要是微切削产生的犁沟。     

疲劳磨损和压碎磨损的应力计算

本文利用弹性接触理论对接触面的切应力和法应力进行叠加，然后经数值积分求出接触面附近区域的应力曲线．利用所作的应力曲线，进一步研究了疲劳磨损、剥层、压碎磨损的形成机理     

离子束增强纯铁的磨损行为研究

纯铁表面沉积Ｔｉ和Ａｌ膜的同时，用Ｎ＾＋离子束注入增强沉积，成功地形成了性能优越的表面改性层。与ＺｒＯ２陶瓷球对磨结果表明，经Ａｌ＋Ｎ＾＋ＡＫ Ｉ＋ｎ＾＋离子束增强沉积后，纯铁的表面显微硬度及磨损性能得到了较大的提高，磨痕形貌和元素分布观察结果表明：离子束增强沉积处理前后，磨损的机理发生了变化。     

凿削磨损过程中能耗的测定与分析

本文在一台改装的单颗粒冲击磨损试验机上测定了材料磨损的能量消耗,并提出以单位磨损量的能耗即比能耗来衡量耐磨性。还建立了磨损能耗的分析模型.指出,在凿削磨损条件下,材料的耐磨性主要决定于表面能耗(E表)和变形能耗(E变).对于奥氏体钢,E变是能量消耗的主要原因;而对于马氏体钢E表更为主要。     

微齿轮齿面磨损行为及仿真分析

微型齿轮作为微机电系统(MEMS)的关键零部件,齿面磨损是影响其服役性能及失效形式的主要因素之一。为了研究微齿轮齿面磨损机理,基于Archard磨损理论,利用ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格技术,建立了微齿轮齿面磨损有限元分析模型,得到了不同啮合周期下的齿面磨损分布规律,并进行了试验验证。基于构建的有限元模型,考虑主、从齿面磨损的相互作用,分析了不同材料性能(弹性模量)及材料配对方式对齿面磨损分布及大小的影响。研究结果表明,微齿轮齿面磨损最严重的地方发生在靠近齿根的基圆附近,齿顶附近磨损较轻;与材料性能相比,不同材料配对对微齿轮磨损大小影响更显著。     

AZ91D镁合金的摩擦磨损行为及其机理探讨

研究了传统铸造和触变成形AZ91D镁合金在干摩擦往复运动条件下与GCr15钢对磨时的摩擦磨损行为.研究结果表明,触变成形和传统铸造的平均摩擦系数都在0.26~0.36,前者比后者稍小.在较低载荷下,镁合金的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损,随着载荷的增大,磨损机制将完全以剥层磨损为主,甚至出现粘着磨损,并伴随向偶件材料表面的大量转移.     

碳纤维铜基复合材料磨损率的定量预测

在环-块摩擦磨损试验机上进行碳／铜复合材料与45^#钢对摩擦磨损率定量预测的试验研究，运用均匀设计方法选取具有“代表性”的试验点，运用数理统计与逐步回归分析方法处理磨损试验数据，以幂函数构成磨损预测数学模型的变量集合，通过反复统计检验，依次从集合中选入那些对磨损预测模型“贡献”大的变量，剔除“贡献”小的变量，建立了复合材料摩擦副的磨损率预测方程为ε=0．43＋1．43v^2＋1．81p^3v＋1．66p^2v^2。经重复试验表明，预测方程计算值与试验数据基本一致。     

轮胎偏磨损机理及数值解析方法研究

在车辆-轮胎-地面系统力学范畴内对轮胎偏磨损机理进行了探讨，定义了轮胎偏磨损的概念，指出了滑移力和滑移速度在轮胎轴向和周向上的梯度变化是造成轮胎偏磨损的根本原因．着重介绍了现有轮胎偏磨损预测计算模型：有限单元法，单位磨损里程表示法及磨损能量计算法．并对这三种方法进行了比较和评价，提出今后轮胎偏磨损的研究发展方向．