粉末润滑条件下铝合金拉延过程爬行现象研究

文章以石墨粉末作为固体润滑剂,对汽车用铝合金进行了一系列塑性拉延摩擦试验。试验中通过改变接触压力、粉末层厚度、滑动速度等参数,并结合试验后对边界层表面的微观形态分析,进行了不同工况下爬行现象对塑性成形过程粉末润滑影响机理的研究。结果表明:润滑膜表面的纵向划痕主要由爬行现象造成,不同工况对爬行现象的影响程度和效果不同,对润滑膜的影响主要体现在强度和频率2个方面;爬行现象随着载荷的增加出现的频率增大,且对润滑膜的破坏加剧,在低速状态下更容易发生爬行现象;适当增加粉末层厚度可以有效提高塑性成形摩擦界面的润滑质量,削弱爬行现象的影响。     

接触压力与粉末层厚度对塑性拉延过程的影响

文章以石墨粉末作为固体润滑剂,在不同接触压力和粉末层厚度下,对铝合金进行了一系列塑性拉延摩擦试验,得到了铝合金在粉末润滑条件下的摩擦系数和表面膜特性,并对塑性成形过程粉末润滑机理进行了分析。结果表明:爬行现象是润滑膜破坏的主要原因,该现象随着接触压力的增大而加剧;适当增加粉末层厚度可以有效降低润滑膜的损伤,但不是粉末量越多越好,最佳厚度随使用工况而变化;不同粉末层厚度下,表面膜的典型破坏形式有所区别;摩擦系数随着接触压力的增加而减小,随着粉末层厚度的增加而增加。     

非牛顿流体的点接触弹流润滑理论与实验研究

为研究等温条件下幂函数非牛顿流体的弹流润滑特性,基于Ostwald本构模型,采用普适流体润滑方程来求解非牛顿流体润滑问题,探讨了等温、稳态条件下流变指数、载荷、卷吸速度等参数对点接触弹流润滑特性的影响,并与相同工况下牛顿流体弹流润滑的结果进行了比较.再以某一特定流变指数的流体进行弹流润滑实验测量其膜厚,分析卷吸速度和载荷对膜厚的影响.结果表明:润滑剂的非牛顿性越显著,润滑膜厚会越小,压力分布会越接近Hertz接触应力分布,载荷和卷吸速度对非牛顿流体的润滑膜厚及压力分布的影响比对牛顿流体的影响要小.同工况下,非牛顿流体的膜厚均小于牛顿流体的膜厚.从实验测量结果与数值计算结果对比分析可以得出,卷吸速度和载荷对膜厚的影响趋势基本吻合.     

不同试验条件下C/C复合材料的摩擦磨损性能

利用MM-W1型立式万能摩擦磨损试验机测试C/C复合材料在不同载荷(0.5, 1.0,1.5 MPa)及不同润滑(干态、水润滑、油润滑)条件下的摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜对不同状态下的磨损表面形貌进行观察分析.结果表明:摩擦系数均随摩擦时间的增加而增大至一定范围内保持稳定;随着载荷的增大,干态条件下的摩擦系数不断减小;相同载荷下,干态摩擦试样的摩擦系数最大,磨损率最小;干态条件下能形成完整、光滑的磨屑膜,有效隔离了材料与对磨销之间的接触,降低了磨损率;油润滑和水润滑条件下形成的液态膜具有润滑作用,降低了摩擦系数,但不利于磨屑膜的形成,导致磨损率较大.     

爆炸载荷对水泥试样损伤破坏规律研究

从实验和数值模拟两方面对爆炸载荷对水泥试样的损伤破坏进行了研究.首先,在水中利用爆炸产生的爆炸冲击波对水泥试样进行损伤破坏,模拟"层内爆炸"采油技术中激波使岩石损伤开裂的现象;然后,利用波动力学理论,对激波在实验条件下对水泥试样的损伤破坏进行了数值模拟.结果表明,在冲击载荷作用下,水泥试样的损伤破坏可分为压实破坏、压实损伤、拉伸损伤、拉伸破坏4个区域,在压实损伤区水泥试样也具有较好的渗透性.数值模拟可以用来确定各种裂纹形成的应力条件,并可通过预制剖面上的裂纹分布来预测水泥试样内部裂纹分布的基本规律.     

CMP润滑方程的Chebyshev加速超松弛法求解

化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)是一项融合了化学分解和机械力学的工艺技术,其中包含了流体动力润滑的作用.文中通过分析流场效应,建立了Sum在化学机械抛光实验基础上获得的润滑(Reynolds)方程,利用Chebyshev加速超松弛技术对润滑方程进行求解,得到了新的抛光液压力分布模型,给出了一些新的载荷及转矩在不同参数下的变化情况.     

模壁润滑对铁基粉末制品力学性能的影响

以成分为Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25(Y2O3)雾化粉末为原料,分别使用聚乙二醇为模壁润滑剂,硬脂酸为粉末润滑剂进行压制。对比了模壁润滑与粉末润滑对模压制品的力学性能影响。研究铁基高温合金粉末模压成形致密化过程中的影响因素和作用机理。研究结果表明:粉末润滑有助于在低压条件下颗粒的重排和致密化,但是其本身占据了压坯的体积从而限制了致密度的进一步提高;采用模壁润滑避免了粉末中混入有机物,使得制备高致密材料成为可能;粉末的退火软化有助于压制成形,并提高合金的致密度;在较高压力下,使用模壁润滑的样品颗粒之间结合更为紧密,孔隙明显减少,这是导致其力学性能提高的主要原因。     

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.     

盐浴软氮化改善42CrMo钢抗胶合性能

研究了盐浴软氮化对42CrMo钢的摩擦性能的影响.对42CrMo进行盐浴软氮化处理,处理过的试件和未处理试件分别在不同的载荷和润滑情况下进行摩擦试验.结果表明,盐浴软氮化处理过的试件比未处理过试件的抗胶合能力至少提高了500 N.盐浴软氮化工艺能够有效地改善机车用大齿轮使用中胶合破坏严重的现状.     

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。     

BaO在连铸保护渣中的作用

本文研究了BaO在连铸结晶器用保护渣中的作用。重点考虑了BaO对保护渣的熔化温度、粘度、吸收夹杂能力和玻璃态形成的影响。 实验结果表明,保护渣中含有一定数量的BaO,可以降低其熔化温度、粘度,阻碍渣中高熔化温度质点的形成及熔渣的结晶,因而将增加保护渣吸收夹杂的能力,改善熔渣膜在结晶器与铸坯间的润滑。     

润滑失效分析

介绍了笔者等人近年来在润滑失效方面的研究结果，通过对润滑剂非牛顿性，润滑剂温升和固体表面粗糙度对润滑失效的影响的研究，发现了固－液表面的边界滑移，推导了热本构方程，分析了固体材料粘弹性的影响，分析表明：（1）润滑剂的在固体表面会发生滑移，滑移将不再增加润滑剂的传动摩擦力，而且它将导致润滑膜的承载能力大大降低；（2）润滑剂内部的摩擦热导致的润滑膜的承载能力不会无限增大，当其增加到最大值后，会逐渐降低，从而导致润滑膜的破裂；（3）在实际变形下，表面粗糙和变形的耗时将引起润滑条件下的固体表面磨损。     

计及轴变形导致轴颈倾斜的滑动轴承

设计研制了轴-滑动轴承系统专用试验装置,对轴受载荷作用产生变形,导致轴颈在轴承孔中倾斜时滑动轴承的润滑性能进行了试验研究;结果表明,轴变形导致轴颈倾斜时,滑动轴承的油膜压力、油膜厚度和温度的分布状况及数值发生了明显变化;轴受载越大,其变形产生的轴颈倾斜越严重,对滑动轴承润滑性能的影响越明显。     

黑色金属压力冷成型加工中磷酸盐复盖层微观结构的研究

研究了黑色金属压力冷成型加工中磷酸盐复盖层的组成结构及其润滑机理，结果表明，水其高分子复合方法制备的磷酸盐复盖层具有足够大的孔隙空间，可为储存固体润滑剂提供了有利条件，能改进润滑性能。     

铁粉表面硫化处理制备高密度Fe-Cu-C合金

突破常规铁基粉末合金的制备工艺,设计出一种制备高密度Fe-Cu-C合金的新工艺.通过对铁粉表面进行硫化处理,Fe与S反应合成FeS,均匀包覆在Fe粉颗粒表面,形成一层FeS润滑薄膜,有利于降低压制摩擦力.通过X射线衍射、扫描电镜、和场发射扫描电镜分析研究材料的物相、元素分布和显微组织.研究结果表明:包覆在铁粉颗粒表面的FeS薄膜,有利于提高压坯密度,活化烧结.当S质量分数为0.5%时,硫化处理的Fe-2Cu-0.8C合金的力学性能优异,压坯密度7.31 g·cm-3,硬度78.6 HRB,抗拉强度485 MPa;当S质量分数达到0.8%时,多余的FeS占压制体积分数,导致试样的压坯密度降低,力学性能降低.     

润滑膜的时效特性

为了探讨纳米级润滑膜的时间特性，采用相对ＮＧＹ－２型纳米级润滑膜厚度测量仪对不同润滑剂在不同工况的成膜能力进行了测量，讨论了各种工况条件下薄膜润滑的时间效应问题。实验表明，润滑膜厚度在一定条件下随连续运行时间的增加而增加。由于这一现象不同于一般的润滑规律和流变特性，从界面物理和表面物理化学方面分析了润滑膜时间效应的产生机理。     

硫、磷系添加剂在菜子油中的响应性

以菜子油为基础油,在四球摩擦磨损实验机上分别考察了硫系添加剂T321与T307以及磷系添加剂P120对菜子油的耐磨性和极压性能的影响·结果表明,在菜子油中分别加入T321、P120和T307能够降低磨损、提高润滑油膜的承载能力和极压载荷·对钢球表面的能谱分析结果表明,在摩擦磨损过程中,含上述添加剂的菜子油在摩擦过程中发生了摩擦化学变化,生成了由菜子油三甘油酯和添加剂化学产物组成的边界润滑膜,从而改善抗磨性能并提高承载能力·     

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮润滑加载接触分析

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮润滑加载接触分析将轮齿加载接触分析（ＬＴＣＡ）与热弹性流体动力润滑分析（Ｔｈｅｒｍａｌ－ＥＨＬ）有机地结合在一起。运用ＬＴＣＡ，可以得到齿轮副的接触状况，轮齿表面的几何特性，以及进行轮齿啮合表面热弹性流体动力润滑分析所需的法向载荷和运动参数等。从Ｔｈｅｒｍａｌ－ＥＨＬ的分析结果中，设计者能够得到包括油膜形成能力，油膜压力分布和温度增升等的润滑特性。在ＬＬＴＣＡ模型中，综合建立了轮齿接触和润滑特性与运转条件和齿轮加工所决定的几何特性之间的联系。     

铝金属薄膜上制备OTS自组装分子膜的摩擦学特性

为研究铝金属薄膜上三氯十八硅烷(OTS)自组装分子膜的摩擦学特性,采用自组装的方法在铝金属薄膜上制备OTS自组装分子膜,分析了纳米尺度和毫牛尺度下载荷、滑动速度以及紫外照射对薄膜摩擦学特性的影响.结果表明:制备的OTS自组装分子膜具有疏水特性和良好的润滑性能.紫外照射5 min后,自组装分子膜摩擦力降低;紫外照射15 min时,自组装分子膜的网状结构受到破坏,减弱了润滑效果.在纳米尺度和毫牛尺度下,摩擦力随载荷和滑动速度的增大而增大;铝金属薄膜摩擦系数降低时,自组装分子膜磨损显著降低,摩擦副的耐久性略有提高.     

自润滑颗粒增强油漆的耐磨性能

为了提高常规油漆的耐磨性能,在醇酸油漆基础上添加不同比例的石墨粉、MoS2粉和滑石粉,制备出自润滑颗粒增强油漆。利用摩擦磨损试验机,进行清水润滑条件下的摩擦磨损试验。试验结果表明,添加各种自润滑颗粒油漆的摩擦系数和磨损量均明显下降,最好配比为10wt.%MoS2+油漆,其磨损量为醇酸油漆磨损量的五分之一。