超音速火焰喷涂WC-12Co涂层的磨粒磨损行为研究

对超音速火焰WC-12Co涂层进行了磨粒磨损试验,研究了磨粒磨损试验参数对涂层性能的影响,并通过SEM对涂层表面的显微形貌进行了观察分析,探讨了WC-12Co涂层的磨粒磨损失效机制.结果表明:涂层的失重随试验载荷及磨料直径的增加而增加;在载荷或磨料粒度较大时.涂层的磨损失效形式为晶粒剥落及犁沟切削相结合;当载荷或磨料粒度较小时,其失效形式主要为晶粒剥落方式.     

磨料主要机械性能的试验研究

本文是我们研究国产磨料主要机械性能的第一部分。主要是对磨粒强度和破碎过程以及磨粒韧性进行了试验研究。文中介绍了所用设备、试验程序,以及试验时应注意的事项。并把大量试验数据,分类列表。在磨料破碎性方面,论述了磨粒的破碎形式和破碎情况,磨料粉碎方式和粒度对抗压强度的影响等。在磨料韧性方面,提出韧性公式。还论述了干燥与不干燥磨粒韧性不同的原因,固定试验条件并论证试验装置调整的正确性;各磨料韧性值大小顺序的原因;粒度大小对韧性的影响等。这些,都对改进磨料性能和合理选用磨料,有一定的指导意义和实用价值。     

磨料尺寸对磨料磨损过程影响的随机模拟

将Monte Carlo方法与数值模拟相结合，提出了一个新的三维仿真模型，运用Monte Carlo方法随机选取磨粒的形状参数，采用打靶法生成随机的磨粒面，采用网格剖分法记忆被磨面的外形，为脊的处理以及磨损量的计算提供了一种新的方法，三三维空间内模拟了多个闰同时参与磨损的随机动态磨损过程，将模拟结果与碳钢系列材料的试验结果以及其他研究者的模拟结果进行了比较，验证了模型的有效性，系统地讨论了磨粒的粒度，尖税度和圆锥度对磨损率的影响，结果表明，粒度，尖锐度和圆锥度相互影响，共同决定了磨粒的尺寸效应。     

三体磨损的塑性变形磨损

采用外形接近圆形的标准石英砂磨料颗粒及不同硬度金属材料开展三体磨料磨损试验，结果，材料主要以塑变疲劳磨损方式磨损，滑动磨料对塑变疲劳磨损的贡献要大于滚动磨料；三体磨料磨损系统中第二体材料对材料磨损性能有影响，随着第二体材料硬度的增加，磨损量在一定的硬度范围出现峰值，这说明在三体磨损中，切削磨损和塑变疲劳磨损可以相互转换，其中塑劳磨损有突出的作用。     

脉冲磨料射流中球泡溃灭特性的理论

从理论上研究了脉冲磨料射流中球泡的溃灭特性，建立了脉冲磨料射流中空化球泡的动力方程，分析了磨料粒径和浓度对射流中空泡溃灭过程的影响规律。研究表明，在磨料粒度和密度较小时，粒径的变化对空泡溃灭影响不大，浓度的增加使得混合流体的粘性增大而且使渍灭空泡附近的磨粒动能增加，使得空泡溃灭过程减缓。在磨料粒度和密度较大时，粒径越小对空泡溃灭的阻滞作用越大，浓度的增加同样使得混合流体的粘性增大、溃灭空泡附近的磨粒动能增加，射流的空蚀强度减弱。     

玻璃钢复合材料砂带磨削实验分析

采用3种磨料不同粒度的砂带对玻璃钢复合材料进行砂带磨削实验,分析了磨料与工件间的交互作用机理。通过大量试验以及试验数据获得了玻璃钢复合材料砂带磨削过程中材料切除率以及砂带寿命的主要影响因素,并首次采用专业图像分析软件Image-ProPlus分析了砂带堵塞程度及堵塞的主要原因。实验结果表明:玻璃钢复合材料砂带磨削过程中,材料切除率受磨削压力、砂带线速度、磨料种类及粒度的影响很大,其中陶瓷磨料磨削时获得的材料切除率最高;影响砂带堵塞程度的最主要因素是磨削压力;磨平磨钝是砂带磨粒最主要的磨损形式,其中堆积磨料砂带的寿命最长,陶瓷磨料砂带次之。     

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.     

氧化铝颗粒—耐热钢基复合材料的高温磨损特性

采用化学气相沉积技术对氧化铝颗粒表面进行涂层处理,通过负压铸渗工艺制备了氧化铝颗粒－耐热钢基复合材料,并对其在９００℃下的高温磨料磨损特性进行了研究,结果表明：耐热钢在高温下的磨损主要是由磨料的滚压形成的挤出唇,翻边脱落所引起,磨损量较大,而复合材料高温磨损时颗粒突出于基体,承受载荷多,阻碍了磨粒对基体的损伤,因而抗磨性较好,其高温耐磨性是基体材料的３．３倍多。     

氧化铝颗粒-耐热钢基复合材料的高温磨损特性

采用化学气相沉积技术对氧化铝颗粒表面进行涂层处理,通过负压铸渗工艺制备了氧化铝颗粒－耐热钢基复合材料,并对其在900 ℃下的高温磨料磨损特性进行了研究,结果表明耐热钢在高温下的磨损主要是由磨料的滚压形成的挤出唇、翻边脱落所引起,磨损量较大,而复合材料高温磨损时颗粒突出于基体,承受载荷多,阻碍了磨粒对基体的损伤,因而抗磨性较好,其高温耐磨性是基体材料的3.3倍多．     

冲击磨料磨损中的凿削磨损形成机理的研究

本文试图应用弹性碰撞理论、弹性接触理论对冲击磨料磨损形式之一的凿削磨损的形成机理进行比较深入的研究。根据对磨粒接触区的应力分布的计算结果,分析凿削磨损裂纹产生根源及裂纹扩展方向,并推导出凿削磨损量计算公式。     

WC-Ni/SiC摩擦副滑动摩擦性能

以WC-(5,7,9)Ni硬质合金与SiC陶瓷材料为摩擦副,在MMU-10型屏显式材料端面摩擦磨损试验机上,研究该摩擦副材料在干摩擦条件下,不同压强、不同滑动速度时的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察磨损后的表面形貌.结果表明:当压强一定时,随着滑动速度的增加,WC-Ni/SiC摩擦副的摩擦因数逐渐下降,并趋于平稳;当滑动速度一定时,随着试验压强P的增加,摩擦因数逐渐减小;摩擦因数还随合金中Ni含量的增加而增大;硬质合金的磨损量随材料的硬度降低而增大;当滑动速度0.95 m/s时,摩擦副材料的磨损机制与合金成分和试验压强P有关,当p=0.015 MPa时,WC-5Ni/SiC为粘着磨损,WC-7Ni/SiC和WC-9Ni/SiC表现为粘着和磨粒磨损综合作用机制;当p=0.60 MPa时,3种摩擦副的磨损机制主要是磨粒磨损.     

不同煤料对中部槽摩擦特性影响的实验研究

为了研究刮板输送机刮板与中部槽在不同煤料介质下的摩擦机理,选用褐煤、焦煤、无烟煤三种煤料作为三体磨料,研究了加入不同煤料介质时,刮板与中部槽的摩擦系数、磨损量和正压力的关系。探讨了不同煤料粒度对中部槽磨损量的影响。研究结果表明:加入无烟煤介质时材料磨损量最大,焦煤次之,褐煤最小。磨损量均是随着压力增大而增大;物料粒度越大磨损量越大,但粒度达到0.4 mm(40目)左右时,继续增大物料粒度对磨损量影响较小。     

磨料流加工时磨料流动形态的研究

根据流变学原理建立了磨料流加工时磨料流动形态的数学模型，利用反光粒子－纹影照相法对磨料流动形态进行的分析表明：沿径向流速差决定了磨粒所受的力；壁面滑动速度决定了磨粒与加工表面的相对运动，磨粒所受的切向力和磨粒与加工表面的相对运动越大，其加工效果越好，实验结果与理论分析的结论基本一致。     

飞灰磨损基本规律的试验研究

在试验研究的基础上，建立了较为完善的飞灰磨损数学模型．通过试验研究结果总结了速度指数、飞灰粒度指数、温度指数等与相对质量磨损量之间的关系，并进一步分析了冲刷角度系数和材料抗磨性能系数与磨损量之间的关系．     

磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷冲蚀磨损性能的影响

以冲蚀磨损工况下的典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了不同SiC磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损的微观失效机制.研究结果表明:在各种粒径磨粒的冲蚀磨损条件下,Cr15Mo3铸铁的冲蚀磨损率都比Si3N4结构陶瓷的高,Si3N4结构陶瓷的抗冲蚀磨损能力是Cr15Mo3铸铁的20倍左右;粗颗粒磨料冲蚀条件下试验材料的体积损失比细颗粒磨料冲蚀条件下的大,即磨粒越粗冲蚀磨损越严重;在微观上,Cr15Mo3的腐蚀坑、冲蚀坑多,基体材料冲刷磨损严重,W型失效形貌明显,而Si3N4结构陶瓷的冲蚀磨损面比较光滑,材料失效主要是晶界粘结相失去多所致;结构致密、晶粒细小并有细小柱状晶的存在等是Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能优异的主要原因.     

Zr-4合金管砂带随形磨削实验分析

采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验,探究了磨粒与工件间的交互创成机理,得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备,对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测,并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响,其中砂带线速度影响最为显著;锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重,碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主;工件烧伤时材料表层金相组织发生变化,使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。     

铁-石墨含油轴承的pV值及耐磨性能

本文介绍清华大学用土法生产的铁－石墨轴承ｐＶ值、耐磨性能测定方法及试验数据。 ｐＶ值之测定是在四球磨耗机上进行的。当轴承含碳量为２％时,在无润滑条件下 ｐＶ≤２５ （ 单位为公斤／公分２·公尺／秒）为正常工作区,而有油润滑条件下ｐＶ ≤ １００～１１５ 为正常工作 区。在Ｖ≈０．２公尺／秒时最大ｐＶ值可达１１７。试验证明含碳量对ｐＶ 值有一定影响,当含碳量 约为力２．５％时ｐＶ值可提高到１２０～１２５。 耐磨性能试验是在磨损试验机上进行的,用印痕法来测量试件之磨损量。试验均分有油润滑 及无油润滑两种进行,有油润滑寸耐磨性增加。一般含碳量较高之试件则摩擦系数与磨损量降 低,其中含碳量力４％的较好,其摩擦系数在有油润滑条下μ≈０,０５～０．０７,在无润滑条下 μ≈０．１～０．２０。速度及比压增加,则磨损量增加,当试件渗硫后可提高耐磨性约２倍。 磨料性磨损在苏式Ｘ４－Б试验机上进行。试验证明含碳量较高时,磨料性磨损性能较好。     

不同载荷和对偶下C/C-Cu复合材料的摩擦磨损性能

以炭纤维针刺整体毡为预制体,用化学气相渗透（CVI）、浸渍/炭化（I/C）的方法制备密度和基体炭不同的C/C多孔坯体,采用真空熔渗将铜合金液渗入C/C坯体中制备C/C-Cu复合材料,研究试验条件对复合材料摩擦磨损性能影响。研究结果表明：随着时间的延长,C/C-Cu复合材料摩擦因数趋于稳定;随着载荷的增加,摩擦因数和体积磨损先增后减,当载荷为80 N时达到最大值;试样摩擦因数和体积磨损与对偶件有关,当采用硬度较高的40Cr钢为对偶件时,试样摩擦因数随着时间的延长而增加并趋于稳定,且磨损量最大;当采用硬度低的黄铜和紫铜为对偶件时,试样摩擦因数随着时间变化不大,与紫铜对偶时的磨损量最小;C/C-Cu复合材料的磨损机制主要为磨料磨损、粘着磨损,采用40Cr钢作对偶时氧化磨损加大。     

工作温度对冷作模具钢耐磨性的影响

采用摩擦磨损实验的方法,研究了工作温度对于三种冷作模具钢耐磨性的影响.结果表明:在不同的工作温度下,三种冷作模具钢的对磨表面均存在磨粒磨损,当工作温度达到195℃及以上时,对磨表面的主要磨损机制由磨粒磨损转为氧化磨损,并伴随着粘着磨损和疲劳磨损.随着工作温度的升高,9CrSi中的M7C3共晶碳化物的含量先上升后下降,其磨损量与M7C3的含量呈正相关关系;ASSAB88中的M7C3共晶碳化物含量则持续降低,且磨损量与M7C3的含量呈正相关关系并趋于平缓.而随着工作温度的升高,012Al中虽没有M7C3但总碳化物的含量逐渐减少,磨损量与总体碳化物含量呈正相关关系.     

HVOF制备亚微米结构WC-12Co涂层性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂工艺制备了亚微米结构WC-12Co涂层,测试了这种亚微米涂层的结合强度、显微硬度及抗磨粒磨损性能,并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行观察.研究结果表明:喷涂过程中,亚微米结构WC粒子没有明显的脱碳分解发生,涂层组织结构致密,其显微硬度平均值高达HV1105;在相同的试验条件下,16Mn钢的磨粒磨损量是亚微米WC-12Co涂层的7.8倍,这表明亚微米结构涂层具有优异的抗磨粒磨损性能.