聚四氟乙烯基滑动导轨软带在金属切削机床上的应用及其摩擦与磨损机理的研究——(一)干摩擦

聚四氟乙烯基滑动导轨软带在我国还是空白。作者从1979年开始研制这种软带,同时进行实际使用与实验室两方面的试验,并对纯聚四氟乙烯及聚四氟乙烯基软带与金属对摩的摩擦与磨损机理进行探讨。研究重点是耐磨性与粘结强度。结果证明,作者研制的两种材料在耐磨性方面与国内有同种用途、经过一机部鉴定了的材料FQ—1相当,比国外某些同类材料优越,适用于各类中小型机床进给导轨,可以保证十年大修期,也可以用到其它精密仪器,精密装置的滑动导轨上,有减摩、耐磨、防爬、应用简便、经济效果显著等优点。有关厂已决定用到产品上去。研究分为干摩擦、纯油摩擦及油磨料摩擦三个阶段,取得了全面、完整的磨损试验研究资料,本文是干摩擦阶段的总结。     

液体摩擦轴承的温升和精密机床热平衡态的判别

本文利用薄壁的概念,建立了具有内热源——润滑油摩擦发热情况下的轴承、润滑油和轴三容薄壁系统的热平衡方程,得到了精密机床轴承,润滑油和轴温升的解析解,继而讨论了轴承的最大温升和热平衡态的判别,最后对JB-2278-78提出一些修改意见。     

机床导轨按磨损规律设计计算的研究

本文通过机床导轨的磨损试验,研究机床导轨的磨损规律,研究导轨磨损后所引起的刀架或工作台横向偏移和偏转,研究导轨磨损后对机床加工精度的影响;并从导轨磨损后使其尽可能不影响机床加工精度的观点出发,研究导轨按磨损规律的设计与计算。     

油雾润滑在企业中运用及生成油雾方法浅析

润滑油对运转机泵的作用是显而易见地,对轴承的疲劳寿命、摩擦、磨损、温升和振动等有着重要影响。对于大型设备来说,一般都采用循环润滑油,这样可以带走大部分摩擦热,同时可以过滤润滑油,提高润滑油的使用周期。对于小型基本来说,大部分采用定量式（直接加入油腔和油杯里）,这样的润滑油没有起到很好地散热效果,也容易进入灰尘,加油后没有处理干净,长时间容易落灰,影响设备的卫生。现在不少炼油企业采用了油雾润滑,这项技术可以大幅度提高轴承的寿命,减少设备地维修,减少装置停产或减产地影响。本文论述了油雾润滑的原理、生成油雾的方法及在国内企业的运用。     

聚合膜的摩擦磨损性能

通过在四球摩擦磨损试验机和ＭＨＫ５００环块摩擦磨损机上的试验表明,在不同的润滑油中加入可聚合单体,可以有效降低金属表面的摩擦磨损,使润滑油的抗极压和抗疲劳性能都有显著提高·通过付立叶红外光谱仪分析表明,由于摩擦表面生成原位聚合膜,使摩擦系数和磨损量显著降低·     

极压抗磨剂对不同航空油的适应性

直升机减速器润滑系统出现故障,齿轮轴承将处于无润滑油工作状态,使减速器在短时间内破坏,造成灾难性的后果。将2%的T307、T321、T202、T391添加剂分别加入到926和DOD-L-85734航空油中做12Cr2Ni4A钢摩擦副45 min油雾润滑试验。结果表明:抗磨效果最好的是2%T202加入到926航空油和2%T391加入到DOD-L-85734航空油,2%T391加入DOD-L-85734油雾润滑45 min的磨损体积仅是干摩擦43 s磨损体积的1/24。     

磨合油对缸套-活塞环磨合过程的影响

在两种新型专用磨合油润滑条件下，对某型船用柴油机磨合过程中气缸套、活塞环的磨损失重和表面粗糙度这两个重要参量及摩擦系数随载荷、温度的变化规律进行了模拟试验研究，并与实际使用的普通CD40润滑油的试验结果进行了比较．研究结果表明，磨合过程中使用康胜专用磨合油可使摩擦副表面粗糙度快速下降，可有效地缩短出厂台架磨合试验的进程．而含金属陶瓷添加剂的CD40润滑油，在磨合过程中可显著减小摩擦副的磨损失重和摩擦系数，对避免磨合失效和提高内燃机的使用寿命是有益的。     

复合 SiO2-Zn(OH)2微粒的摩擦学性能

制备了硬脂酸修饰的复合 SiO2-Zn(OH)2微粒,采用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学特性,并用扫描电子显微镜、红外光谱仪和X射线光电子能谱仪对微粒结构和磨损表面进行了表面分析.结果表明:该复合微粒粒径均匀一致;表面修饰剂硬脂酸与复合微粒之间存在化学键;复合微粒中 Zn(OH)2和 SiO2之间发生了相互作用,从而使Zn原子的结合能增大;添加 0.125%表面修饰 SiO2-Zn(OH)2在较低载荷下即可显著提高润滑油的抗磨损性能.     

WE SYKES SE刨齿机润滑系统的改装

WE SYKES SE刨齿机原有手工加油系统无法保证润滑油供给的连续性,导致生螺旋导轨磨损验证,多次由于主轴缺油造成主轴抱死,严重影响生产。针对这个问题,选购集中润滑装置并对原有润滑系统进行改成,保证润滑油供给的连续性可靠性。运行两年来,螺旋导轨润滑良好、主轴不再抱死,机床性能稳定、节油效果良好。     

静压导轨试验研究

由于液体静压导轨具有工作寿命长、摩擦系数低、速度变化和载荷变化对油膜刚度影响小、工作稳定等优点。被广泛应用于精密加工机床、雷达天线和数控机床等设备中。本文以CC61200的一段床身及大刀架（即溜板）为主体件,通过研究静压导轨在正常工作时所需达到的各项要求,及在不同载荷下的力学性能进行设计改造并试验。从试验结果来看,形成了油膜,在导轨面间形成纯液体摩擦,摩擦系数与油膜刚度均达到了设计要求。     

拖拉机履带板与支重轮摩擦副的磨损试验

对东方红履带拖拉机支重轮在常见工作状态下的受力状况进行了分析计算 ,以计算出的支重轮所受的接触应力为载荷在磨损试验机上进行了磨损试验 ,分析了不同硬度的试验用轮在不同载荷下的磨损规律和表面形貌特征。试验表明 :在该摩擦系统中 ,轮子的磨损为磨料磨损 ;较高硬度的轮子磨损特性较好。为此 ,建议必须将目前对支重轮硬度的设计要求 (HB388)提高。     

仿生含油叠层复合材料的高温摩擦学性能

为了改善聚合物的高温摩擦学性能,从仿生学设计角度出发,将聚α烯烃(PAO)润滑油加入聚合物获得含油聚合物,并将含油聚合物填充至叠层沟槽表面,制备了含油叠层复合材料,并利用销盘摩擦试验机研究了不同温度下该材料的摩擦学性能。摩擦试验结果表明:随着试验温度升高,无油叠层复合材料的摩擦因数显著增大,并在150℃时发生润滑失效;含油叠层复合材料在25~150℃范围内具有极低的摩擦因数,但在200℃时平均摩擦因数增大到0.18。采用扫描电子显微镜进行磨损表面形貌分析,发现在高温摩擦时,无油叠层复合材料的金属表面为严重的磨粒磨损,聚合物表面为烧蚀磨损;含油叠层复合材料的金属表面为轻微的擦伤,聚合物表面为塑性流动。分析表明,含油聚合物的多孔结构中储存着润滑油,在温度激励下润滑油发生迁移运动,在热驱动下润滑油向摩擦表面渗出并能形成稳定的润滑油膜,从而改善了叠层复合材料的高温润滑寿命。     

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。     

超音速火焰喷涂WC-12Co涂层高温摩擦-磨损性能

采用超音速火焰喷涂法在H13钢表面制备WC-12Co涂层,通过扫描显微镜、X线衍射仪和能谱仪分析其表面-界面形貌、物相和化学元素组成。利用球/平面接触方式进行涂层高温磨损试验,通过扫描电镜和能谱仪分析磨痕形貌和化学元素的变化,讨论高温对涂层摩擦因数和磨损性能的影响。研究结果表明:涂层界面致密,与基材紧密结合;在600,700和800℃时涂层平均摩擦因数分别为0.395 5,0.327 1和0.266 4;600℃时涂层以黏着磨损为主,700℃时涂层以氧化磨损为主,并伴有磨粒磨损,800℃时涂层以严重的氧化磨损为主。     

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.     

磨削参数对工件表面形貌及其摩擦性能的影响

为了实现基于磨削参数预测工件的摩擦性能,并减少测量真实表面形貌和开展摩擦磨损试验等环节,在考虑砂轮磨粒切削刃与工件运动干涉的条件下,结合单点金刚石修整和参数设定建立了磨削后的工件表面形貌模型,并利用混合润滑雷诺方程分析不同磨削形貌下的压力分布及摩擦系数.同时,以机床导轨磨削平面的润滑特性为例验证了所建模型的有效性.结果表明,当磨削表面上、下纹理方向夹角均为0°时,摩擦副的摩擦系数最大.     

ZnS纳米微粒在润滑油减摩擦上的应用

室温下采用MM-W1立式万能摩擦磨损试验机研究了ZnS纳米颗粒作为基础油添加剂的摩擦学性能,文章考察了纳米ZnS添加量、试验参数(载荷、转速)对摩擦系数的影响,简单探讨了摩擦机理.结果表明:添加剂纳米ZnS在摩擦磨损试验机中表现出良好的减摩抗磨性能,其在摩擦过程中形成的沉积膜起到了非常重要的作用,可以作为减摩涂层和润滑油减摩添加剂使用.     

电沉积Ni—P—Si3N4复合镀层的摩擦学特性

通过摩擦磨损试验、Ｘ射线衍射分析和电子探针分析等，研究电沉积Ｎｉ－Ｐ－Ｓｉ３Ｎ４复合镀层的摩擦磨损机理及其与结构和力学特性的关系。结果表明，在干摩擦条件下，复合镀层中的Ｓｉ３Ｎ４微粒能有效降低摩擦副之间的粘着脱落和犁沟效应；在油润滑条件下，复合镀层中Ｓｉ３Ｎ４微粒起到支承载荷作用，同时有利于边界润滑膜的形成，避免粘着磨损，复合镀层中Ｓｉ３Ｎ４微粒共析量的增加是提高复合镀层耐磨性的重要因素。     

基于“磨粒磨损”原理颗粒几何参数对制动块摩擦和磨损实验研究

为研究摩擦界面三体颗粒几何参数对制动块摩擦特性的影响及摩擦磨损的机理,文章利用摩擦磨损试验平台,以氧化铝颗粒几何参数为变量,对摩擦界面摩擦力学参数进行实时测量,研究不同几何参数在长时间制动过程中对制动块摩擦特性和磨损率的影响,利用电镜分析研究摩擦磨损机理。研究发现：在连续较长摩擦时间条件下,粗糙峰遭到破坏,“磨合稳定恶化磨损”过程不断重复;较小颗粒的加入会加速次级平台的产生,摩擦性能有所增加;随着颗粒几何参数的增大,载荷将较大颗粒限制在摩擦界面或嵌入制动摩擦块内,增加了粗糙峰,摩擦性能会进一步增大;超过100μm,颗粒不受载荷限制,破坏接触平台和摩擦膜,加速磨损,摩擦性能开始减弱;颗粒的加入可以加速次级平台的成长,稳定的氧化膜才是形成稳定摩擦的关键因素,随着颗粒几何参数的增加磨损量会逐渐增加。     

含水量对磨料磨损的影响

用两种典型的磨料(长石和石英沙),试验了不同含水量对塑料和钢的磨损的影响。指出了在磨料磨损过程中含水量是个敏感因素,分析了水在磨料磨损中的三个主要作用:(1)对砂粒的粘结作用;(2)摩擦氧化作用;(3)水膜的润滑作用。论述了磨料磨损过程中磨损机理的转变。此外,还试验了不同颗粒度和滑动速度对磨损的影响,最后提出了这些试验结果在实际应用中的可能性。