一种高性能C/C-SiC复合材料摩擦偶件优化选择研究

采用超声波渗硅技术,经化学气相沉积、硅化处理、浸渍/炭化增密和石墨化处理制备C/C-SiC复合材料.用偏光显微镜、扫描电子显微镜观测其微观组织结构,用X射线衍射仪进行物相分析,用MM一1000性摩擦磨损试验机检测C/C-SiC复合材料分别与C/C复合材料、30 CrSiMoVA钢和铁基粉末冶金材料组成摩擦副的摩擦性能.结果表明:C/C-SiC复合材料中只有C相和13-SIC相,C相的组成为炭纤维、沉积炭和树脂炭同时存在;C/C-SiC复合材料与铁基粉末冶金材料组成的摩擦副的摩擦性能优异,其摩擦因数为0.42,摩擦稳定性为85%,磨损值为3.9 μm/(次·面).     

中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦学行为

采用粉末冶金技术分别制备了不同含量的中间相炭微球和鳞片石墨铜基粉末冶金摩擦材料,并研究其力学性能和摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜和能谱仪分析材料磨损表面、亚表面以及微区成分。研究结果表明,随着中间相炭微球质量百分比从1 wt%增加到5 wt%,铜基粉末冶金摩擦材料的布氏硬度和压缩强度分别下降了23. 7%和19. 8%;制动速度为4 000 r/min时材料的摩擦系数分别是0. 26和0. 29,磨损率分别是5. 8×10~(-8)cm~3/(N·m)和3. 0×10~(-8)cm~3/(N·m),表明中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数稳定,润滑效果好;中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的主要磨损机理为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损共同作用。     

铁道制动材料的研究现状及发展方向

对国内外铁道制动材料的研究现状进行了阐述,探讨了铸铁制动材料、合成制动材料、粉末冶金制动材料和碳基制动材料的性能及其摩擦磨损机理,提出随着铁路装备的跨越式发展,只有强化制动材料基础理论研究,建立科学的标准体系,采用新工艺、新配方研制高性能制动材料才能满足铁路快速、重载、安全的运输需要。     

制动条件对Cu基闸片材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制得Cu基摩擦材料。利用MM1000-Ⅱ型摩擦磨损试验机对材料进行性能测试,用扫描电镜观察磨痕并分析磨损机理。分析结果表明:一定制动压力条件下,随着制动速度的增加,摩擦因数和磨损率均呈现先增大后减小的趋势。制动速度为250~300 km/h时,材料的制动性能最好。在不同的制动速度条件下,材料摩擦因数的稳定因数均保持在较大值,材料表面状态较为稳定。一定制动速度条件下,随着制动压力的增加,摩擦因数先增大后减小,磨损率逐步增大并趋于稳定;0.4 MPa时摩擦因数达到最大值0.35,此时材料的制动性能最好。     

刹车条件对航空刹车副钢对偶组织的影响

欧美飞机常使用的粉末冶金航空刹车副选用粉末冶金刹车材料和钢对偶材料配对作为摩擦偶以达到制动目的,而钢对偶材料的组织在使用过程中的变化反映了航空刹车副所经历的刹车过程累计状况,并影响刹车副的正常制动性能.作者研究了正常着陆刹车、中止起飞、极限磨损状态中止起飞这3种刹车条件下,粉末冶金航空刹车副钢对偶材料30CrSiMoVA的组织变化情况,并初步比较了不同组织状况下刹车副的摩擦磨损性能.研究结果表明在3种条件下,表面均形成了塑性变形区;在正常着陆条件下,内部组织由回火索氏体转变为板条状马氏体;而在中止起飞和极限磨损状态中止起飞条件下,钢对偶材料组织则发生更为显著的变化,体现在恢复性试验中,刹车压力需求明显增大.     

钢的制动磨损机理

在ＭＭ－１０００磨损试验机上,对３５ＣｒＭｏ钢与石棉和半金属摩擦材料组成的摩擦副进行了制动磨损试验,重点研究了钢的制动磨损机理．研究结果表明,钢的制动磨损形式主要是磨粒磨损、氧化磨损和粘着;因摩擦热的影响,制动后钢的摩擦表面出现热震开裂,表层组织过热甚至过烧,表面的粘着物由表向里扩散;钢在制动过程中还出现特有的浅层剥落,它是一个塑性变形积累、裂纹形成和扩展的过程．     

高碳制动鼓摩擦磨损性能

针对铸铁材料在汽车制动鼓应用中出现的失效情况,运用扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机,研究了在不同的摩擦磨损参数条件下HT250和高碳灰铁的摩擦磨损性能;并结合其金相组织和力学性能,探讨了材料微观组织和性能的关系以及其摩擦磨损机理。研究结果表明:高碳当量的灰铸铁和HT250在石墨形态上相似,石墨均为A级,长条状;抗拉强度分别为220 MPa和273 MPa。通过进行摩擦磨损试验发现:在不同的摩擦磨损条件下,高碳灰铁的耐磨性优于HT250。     

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。     

Al_2O_3和SiO_2质量分数配比对铜基粉末冶金制动材料摩擦磨损性能的影响

为了提高制动闸片的使用性能,采用粉末冶金技术制备Al_2O_3和SiO_2质量分数配比分别为2∶6、4∶4、6∶2和8∶0的铜基摩擦材料,测定其密度和硬度。用MM1000-Ⅱ型摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能;用扫描电镜观察其表面的摩擦形貌,并分析其摩擦磨损机制。分析结果表明:随着Al_2O_3质量分数的增加,制动材料的孔隙率减小,布氏硬度增加。当制动初速度较低(2303 r/min)时,随着Al_2O_3质量分数的增加,制动材料的摩擦因数减小,耐磨性能逐渐提高;当制动初速度较高(5 757 r/min)时,随着Al_2O_3质量分数的增加,制动材料的摩擦因数减小,耐磨性能先升高后降低。     

Al_2O_3和SiO_2质量分数配比对铜基粉末冶金制动材料摩擦磨损性能的影响

为了提高制动闸片的使用性能,采用粉末冶金技术制备Al_2O_3和SiO_2质量分数配比分别为2∶6、4∶4、6∶2和8∶0的铜基摩擦材料,测定其密度和硬度。用MM1000-Ⅱ型摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能;用扫描电镜观察其表面的摩擦形貌,并分析其摩擦磨损机制。分析结果表明:随着Al_2O_3质量分数的增加,制动材料的孔隙率减小,布氏硬度增加。当制动初速度较低(2303 r/min)时,随着Al_2O_3质量分数的增加,制动材料的摩擦因数减小,耐磨性能逐渐提高;当制动初速度较高(5 757 r/min)时,随着Al_2O_3质量分数的增加,制动材料的摩擦因数减小,耐磨性能先升高后降低。     

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。     

铁基减摩复合镀层的研究

本文介绍用槽镀或刷镀的方法使石墨、M_0S_2或MCA与铁电镀共沉积,并已获得成功.对各种镀层的摩擦力和磨损置作了对比,镀基复合减摩镀层具有杰出的耐磨性和较低的摩擦系数,并推荐一种新型的用于电镀铁基复合镀层大镀槽,它能得到较好的镀层和较多的石墨沉积量,此外还提供了铁基二硫化钼的镀液配方及其最佳操作规程.     

聚四氟乙烯复合薄膜的摩擦磨损性能

制备了一种PTFE(聚四氟乙烯)复合固体润滑膜(复合膜),在干摩擦状态下研究这种涂层的摩擦磨损性能,并将其摩擦系数、磨损率以及磨痕形貌与PTFE单质涂层(单质膜)进行对比.结果表明:复合膜摩擦系数较低且稳定,磨损率远低于单质膜磨损率,说明该复合膜能在摩擦磨损过程中形成稳定的转移膜,为此可有效改善单质PTFE的摩擦磨损性能,同时获得较低的摩擦系数和较低的磨损率.     

脉冲电沉积Ni-W合金镀层的摩擦磨损性能

利用脉冲电沉积方法制备了Ni-W合金镀层,观察了该镀层在不同载荷下的摩擦磨损行为,探讨了该合金镀层的摩擦磨损机理,并与45钢进行了对比试验.结果表明,Ni-W合金镀层具有优良的耐磨性能.     

镍基WC陶瓷等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能

研究了镍基WC陶瓷等离子喷涂涂层随载荷和速度变化的干滑动摩擦磨损性能 ,探讨了涂层的孔隙率、显微硬度及磨损面和磨损后涂层形貌与涂层的磨损机制之间的关系。研究表明 :镍基WC涂层与对磨材料相比具有优良的摩擦磨损性能 ,且随着摩擦速度的增加 ,磨损率增加的幅度很小 ,摩擦因数减小的幅度较大 ,随着摩擦载荷的增加 ,摩擦因数减小和磨损率增加的幅度较小。     

二氧化钛涂层/钢的摩擦磨损性能

在室温下对二氧化钛涂层/GCr15钢、20Cr钢/GCr15钢进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验.研究了速度、载荷等外部因素对摩擦系数、磨损率等的影响.结果表明,涂层的显微硬度(HV)基本维持在685,气孔率很低,具有较高的致密性和较好的加工性能,可以更好地满足耐磨工艺的需要;TiO2涂层/GCr15钢摩擦副在试验条件下抗磨损性能优于20Cr钢/GCr15钢.     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

OAT-U大越式高温摩擦磨损试验机的智能化改造

摩擦力(或摩擦系数)和磨损量的测量是摩擦磨损试验中最基本的2个测量参数。文章针对日本产OAT-U大越式高温摩擦磨损试验机不能测量摩擦力的不足,对其进行了改造,增加了摩擦力的在线测试功能。此外,为了满足现代测试技术要求,将原有的人工测控系统进行了智能化改造,实现了大越式试验机的计算机在线测试控制。     

连接式微摩擦测试机构及设计

为了能够比较真实地模拟微机电器件侧面摩擦副之间的摩擦磨损状况,进而对M EM S器件的摩擦学规律进行研究,设计了一种基于单晶硅材料的片上微摩擦测试机构。利用微机械体硅工艺及键合技术,把系统中的测试机构、加载机构以及力传感器集成在一个单一的芯片上。对结构的临界驱动电压、静态摩擦力及正压力进行了理论推导。最后,在显微镜下对该机构的静态摩擦因数进行了测试。测试结果表明:随着施加在摩擦副上的正压力的增加,摩擦因数相应减小。     

脉冲电沉积Ni-W合金镀层的微观结构及摩擦学性能

利用脉冲电沉积的方法制备了Ni-W合金镀层,在微观形貌上与用直流电沉积方法得到的镀层进行比较.通过XRD研究了W在镀层中的含量以及对Ni-W合金镀层组织结构的影响;分析了该镀层在油润滑及干摩擦条件下摩擦系数随载荷与速度变化的情况,并与硬铬镀层进行比较.同时,探讨了在油润滑及干摩擦条件下Ni-W合金镀层的摩擦磨损机理.结果表明:Ni-W合金镀层在干摩擦条件下具有很好的耐磨性能.