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     

温度对10CrMn2NiSiCuAl极地破冰船用钢板干摩擦行为的影响

采用Bruker UMT-3Tribolab摩擦磨损仪测试了与宝山钢铁股份有限公司共同开发的破冰船用低温钢板10CrMn2NiSiCuAl在不同环境温度下的摩擦磨损性能,利用轮廓扫描仪和扫描电子显微镜表征了磨痕及磨屑的表面形貌,采用电子能谱(EDS)以及X射线衍射谱(XRD)分析了磨屑表面的化学元素及成分,进而推断其磨损机制。结果表明:环境温度对摩擦磨损的性能有显著影响,当环境温度为20℃时,摩擦磨损形式以疲劳失效、氧化磨损和黏着磨损为主,磨痕表面的过渡层能够降低摩擦系数,减少磨损量,表面磨损产物主要为Fe_2O_3和Fe_3O_4;随着环境温度降低至-20℃,磨损机制转变为微切削作用下的磨粒磨损和塑性变形,磨痕表面出现犁沟形貌,磨损产物主要为Fe元素,磨屑的长宽比减小,出现球形磨屑,磨损量急剧增加。     

摩擦层形成的元胞自动机模拟

建立了汽车摩擦材料在摩擦过程中摩擦层形成的变时间步长的二维和三维元胞自动机模型,模拟了磨屑运动的变化状态与摩擦材料的表面形貌。用二维元胞自动机模型模拟了无磨损条件下摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到磨屑沿摩擦力方向运动并聚集的图像。用三维元胞自动机模型模拟了有磨损时摩擦材料表面的摩擦层的形成过程,可以得到摩擦材料在不同厚度的磨屑运动和聚集的动态图像。通过元胞自动机模拟可以确定摩擦层形成的机制与磨屑的运动和受阻于钢纤维、陶瓷纤维或磨粒并聚集有关,也证明了在摩擦层的研究中元胞自动机法是一个理想的模拟方法。     

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．     

不生锈轻质泡沫纤维含量对树脂基摩擦材料性能影响

以腰果壳油改性酚醛树脂作为黏结剂,不生锈轻质泡沫纤维作为增强纤维,通过热压成型法制备了树脂基摩擦材料.研究不生锈轻质泡沫纤维质量分数(5％ ～25％)对树脂基摩擦材料的密度、孔隙率、力学性能和摩擦磨损性能的影响.并采用SEM对试样冲击断面、摩擦表面和磨屑形貌进行显微分析,采用EDS对磨屑进行元素分析.研究结果表明:随着...     

无石棉摩阻材料的研究

经较详尽的试验对比,钢纤维增强的摩阻材料的摩擦学性能和机械性能,都优于硅酸铝纤维和无碱玻璃纤维增强的材料。提供了利用正交设计法筛选配方的方法,得到优化的半金属摩阻材料的配方。利用近代表面分析工具对半金属摩阻材料的表面和磨屑进行观察分析,并探讨了磨屑的形成机理。     

磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响

采用销-环接触方式,在自制的摩擦磨损试验机上,研究了不同磁场强度对铁磁性材料45钢干滑动摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和三维形貌仪等仪器对磨损表面形貌及磨屑进行了表征。试验结果表明:施加磁场明显影响了45钢的摩擦磨损性能。随着磁场强度的增大,摩擦因数逐渐增大,磨损率逐渐减小,磨损表面粗糙度逐渐降低。磨屑参与摩擦过程的方式不仅影响其自身粒度的大小,而且影响摩擦表面接触状态,以至于对45钢的摩擦磨损性能产生了显著影响。磁场促进磨损表面及磨屑的氧化并吸附磨屑反复参与摩擦过程,在磨损表面形成磨屑层,从而改变45钢的摩擦磨损性能。     

集屑装置对45#钢磁场摩擦磨损性能的影响与磨屑量化分析

为了研究磁场下45#钢摩擦过程中的磨屑吸附和氧化行为,对磨屑进行了量化分析,针对自制HY-100型销-盘式磁场摩擦磨损试验机设计了一种集屑装置.该装置充分考虑磨屑收集完整性,并保证磁场摩擦环境稳定且具有抗电磁干扰能力.摩擦磨损试验分别研究了集屑装置对无磁场和有磁场两种摩擦条件的影响,分析了集屑装置对磁场摩擦的影响形式和...     

铁谱技术在钻井泵缸套活塞工况监控中的应用

通过用铁谱技术对钻井泵缸套活塞材料磨损试验及台架试验的监控,同时对在现场所取的工作泥浆中的磨屑进行对照分析研究,发现在钻井泵缸套活塞的磨损过程中所产生的磨屑主要是正常摩擦磨损磨屑、具有疲劳及粘着特征的磨屑以及少量的切削磨损磨屑。这三种磨屑的存在表明这对摩擦副间的磨损是疲劳磨损、粘着磨损及磨粒磨损等所形成的综合磨损。     

不同能载水平下C/C复合材料的摩擦特性

对具有粗糙层热解炭结构的针刺毡C/C复合材料在MM 1000型摩擦试验机上模拟某飞机正常着陆、超载着陆和中止起飞3种不同的能载水平进行摩擦磨损性能试验,并对磨损表面和磨屑进行扫描电镜观察.结果表明:C/C复合材料在不同能载水平下均具有高达0.31～0.32的摩擦因数,刹车力矩曲线均较平稳,磨损随能载水平的增加而增大;样件的磨损表面在正常着陆条件下形成较光滑、完整、连续的磨屑层,随着能载水平的增加,形成粗糙的磨屑层,在极高的能载水平(中止起飞条件)下又形成光滑的磨屑层;而样件的磨屑尺寸随能载水平的增加而急剧减小.表明该C/C复合材料具有极好的摩擦制动性能,尤其是在大能载水平下,摩擦性能更加优良,适用作飞机刹车材料.     

摩阻材料的发展历程与展望

以增强纤维的选用为线索 ,回顾了汽车用摩阻材料发展历程中具有代表意义的几个阶段 ,分析了各阶段的特点 .介绍了目前摩阻材料的发展概况 ,对摩阻材料的发展提出了一些看法     

抗静电剂对阻燃纤维的摩擦和静电性能影响

选用YG321型纤维比电阻试验仪以及Y151型纤维摩擦系数测定仪测试了施加抗静电剂后，阻燃纤维摩擦、静电性能的变化情况．结果显示，阻燃纤维经非离子抗静电剂处理后，阻燃纤维与金属辊、橡胶辊的静摩擦系数均下降；经阳离子型抗静电剂处理后，只有腈氯纶纤维与橡胶辊的静摩擦系数下降，其他阻燃纤维的静摩擦系数都有所增加，阻燃纤维与金属辊、橡胶辊的动摩擦系数有增加有减少；阻燃纤维的质量比电阻经非离子抗静电剂处理之后均下降，经阳离子型抗静电剂处理之后，除了维纶和国产芳纶的质量比电阻变化不大外，其他阻燃纤维的质量比电阻均下降．非离子抗静电剂对阻燃纤维的摩擦和静电作用优于阳离子型．     

一种高性能烧结摩擦材料摩擦剂的选择

合理选择摩擦组元对改善高性能金属基烧结摩擦材料的性能至关重要.采用粉末冶金工艺制备了以SiO2,SiC,B4C等为摩擦剂的金属基烧结摩擦材料,研究了该摩擦组元对材料的机械性能特别是摩擦磨损性能的影响,探讨了其作用机理.研究结果表明同时添加SiO2,SiC,B4C作摩擦剂的材料比单独添加SiO2,SiC或SiO2+SiC的材料综合性能优异得多.这是由于除了SiO2,SiC作为摩擦组元具有一些优良性能外,B4C与铁在烧结温度下反应生成了一种高硬度的金属间化合物Fe2B,其综合作用结果使该材料的摩擦因数比其他3种材料高出30%～40%,摩擦因数稳定度高出20%～60%,且磨损小,是一种理想的、可广泛应用于各种高能重载工况下工作的高性能摩擦材料.     

石墨在半金属摩擦材料中的作用及其对摩擦性能的影响

研究了石墨在半金属摩擦材料中的粘着和润滑作用和不同含量人造石墨对摩擦性能包括摩擦系数,摩擦稳定性（摩擦系数随温度变化的稳定性）和体积磨损率的影响并与天然石墨进行了比较。由于石墨的粘着特征,石墨可以在一定摩擦温度范围内提高摩擦系数。作为润滑剂,石墨可以通过减弱摩擦材料和摩擦盘表面的粗糙峰之间的直接摩擦而有效降低磨损率。应用模糊综合评价原理,提出并验证了一个定量描述摩擦稳定性的新方法     

润滑层对摩擦力影响的研究

建立了三层模型,定义了上层滑动表面与中间润滑层的最大静摩擦力和最大动摩擦力.通过数值模拟研究了润滑层对相对运动的固体表面最大静摩擦力与最大动摩擦力的影响.数值模拟结果给出了最大静摩擦力和最大动摩擦力与上层固体和中间润滑层原子间的倔强系数的关系.     

谈摩擦力的产生

从摩擦力的经验规律出发,阐述了摩擦力的产生机理,并简要介绍了利用原子力显微镜对摩擦进行研究的一些进展.     

制动摩擦副摩擦特性分析

针对制动摩擦副的特点,运用摩擦学的分析方法,分析以汽车制动摩擦副为代表的摩擦表面特性,进而得出对制动衬片的性能要求。     

摩擦条件对钢质摩擦材料第三体及磨损的影响

摩擦条件对摩擦材料表面第三体的连续性产生重要影响,进而影响材料的摩擦磨损性能.选用两种轨道车辆用低合金制动盘材料与铜基粉末冶金材料为配对摩擦副,在不同速度、压力条件下进行摩擦试验,观察第三体的形成过程中,表面形貌的变化规律及磨损机理.结果表明:在特定的摩擦条件下,第三体的显微硬度可达800~900HV,远高于基体材料的硬度;连续、致密的第三体,使材料具有最低的磨损率;当摩擦转速和压力过低时,磨粒磨损为主要磨损形式,当摩擦转速和压力过高时,黏着磨损将成为主导;在第三体的形成破坏过程中,摩擦速度、压力过低或过高均可能使第三体的破坏速度大于形成速度,使材料的磨损率增大.     

石墨含量对风电机组用铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金技术制备风电机组用的铜基摩擦材料。研究在不同的摩擦速度下,石墨的含量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:材料的磨损率随着摩擦速度的增加而增加。随着石墨含量的增加,材料的磨损率增加,由于石墨破坏基体的连续性使得材料的强度降低,从而使材料的磨损率增加。材料的摩擦系数随着石墨含量的增加而降低,这是因为材料摩擦过程中摩擦表面形成具有润滑作用的摩擦膜。石墨含量为10%的材料具有较好的摩擦磨损性能。     

纤维体积分数对炭/炭复合材料摩擦磨损性能的影响

通过化学气相沉积法将纤维体积分数分别为23%,30%和40%的3种炭纤雏针刺毡预制件增密至1.50 g·cm-3,再浸渍树脂进一步增密至1.80 g·cm-3,进行热处理后制成炭/炭复合材料,观察3种试样的金相显微结构,测试3种试样在不同刹车压力下的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜对其磨损表面进行观察.研究结果表明:对于热解炭为非典型粗糙层结构的炭/炭复合材料,纤维体积分数增大,其摩擦曲线相对较平稳,磨损量较大;当纤维体积分数超过30%后,磨损量显著增加;在相同的刹车压力下,纤维体积分数对摩擦因数无显著影响.刹车压力低时试样的摩擦因数比刹车压力高时的摩擦因数大;作为摩擦炭/炭复合材料,纤维体积分数为30%左右较适宜.