2008年28卷3期

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《摩擦学学报》第六届编委会名单
2008, 28(3).
[摘要](779) [PDF 0KB](144)
摘要:

纳米加工过程中金刚石刀具磨损研究的新进展
2008, 28(3).
[摘要](1156) [PDF 622KB](1608)
摘要:
总结和分析了近几年来国内纳米加工过程中金刚石刀具磨损的研究方法,简要阐述了分子动力学模拟的基本原理及其应用情况,评述了分子动力学等模拟方法在金刚石刀具的热及化学磨损等方面的最新研究进展,指出了目前研究过程中存在的一些问题,以及今后研究中值得注意的几个发展方向.

其它
2008, 28(3).
[摘要](730) [PDF 0KB](186)
摘要:

征稿简章
2008, 28(3).
[摘要](709) [PDF 0KB](160)
摘要:

姿控飞轮用陶瓷球轴承失效特性分析
2008, 28(3).
[摘要](1098) [PDF 799KB](1496)
摘要:
通过氮化硅陶瓷球混合轴承和钢球轴承在干摩擦条件下的高速(5000r/min)运转试验,对比分析了电机驱动电流的变化特性和轴承运行噪声等指标,利用立体显微镜、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪等分析混合陶瓷球轴承摩擦副的表面形貌,分析陶瓷球轴承的失效特征及其在无润滑条件下的长时间稳定运行机制.结果表明:陶瓷球轴承在临界失效阶段的电机驱动电流波动比普通钢制轴承小,在进入严重失效前可持续运行5h,比普通钢制轴承的运行时间长得多;陶瓷球以表面裂纹和表层剥离为主要破坏机制,滚道破坏机制主要表现为疲劳裂纹、点蚀及犁痕等多种形式;在运转过程中,陶瓷球轴承脱落的片状磨屑因脆性易形成微球体而被排出摩擦工作区,延迟了出现轴承运行卡死等现象.由于氮化硅陶瓷球混合轴承摩擦副的不同材质特性和损伤方式,使得其临界失效性能优于普通钢制轴承.

铸态铝基复合材料与半金属衬片摩擦副的干滑动摩擦磨损特性研究
2008, 28(3).
[摘要](1168) [PDF 1247KB](1851)
摘要:
采用铸态A356/SiC复合材料与高速列车制动盘偶件半金属衬片材料摩擦副进行干摩擦磨损试验,并用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪等手段分析了复合材料的磨损机制.结果表明:复合材料表现出良好的磨损特性,在滑动速度3.0m/s以下,载荷达到600N(12MPa)时的磨损量仍很小;复合材料的磨损率随pv(压力与速度的积)值的增加而增大,摩擦系数则随pv值增加而小幅度减少;磨损过程中磨损表面很快形成以氧化物和以石墨为主的润滑膜,起到了减摩和耐磨作用.在pv值较低时复合材料的磨损机制为轻微的氧化磨损机制,随着pv值增加出现剥层磨损,在复合材料与半金属衬片间的接触表面,由于塑性流动挤出片状磨屑而使磨损量降低.

硼化菜籽油润滑添加剂的摩擦磨损性能研究
2008, 28(3).
[摘要](1218) [PDF 696KB](1633)
摘要:
对菜籽油进行化学改性制备出硼化改性菜籽油,利用红外光谱仪对其主要官能团进行鉴定,分别采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以硼化改性菜籽油为添加剂润滑下钢-钢摩擦副和钢.铝摩擦副的抗磨减摩性能,采用扫描电子显微镜观察钢球磨斑表面形貌,通过对铝合金磨痕表面分析,探讨硼化改性菜籽油添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:以硼化改性菜籽油为添加剂,以菜籽油为基础油时钢·钢摩擦副和钢.铝摩擦副均具有良好的抗磨减摩性能,其润滑作用机制是由于长链菜籽油分子的载体作用、硼的缺电子性能及其二者的协同作用而在金属摩擦表面形成含硼、氧及碳等元素的表面保护膜.

点接触边界润滑吸附膜计算模型
2008, 28(3).
[摘要](1095) [PDF 337KB](1655)
摘要:
根据2个假设提出1种边界润滑的计算模型,通过吸附热理论对公式进行修正,利用自行设计的球-盘摩擦磨损试验装置,在汉硬脂酸的石油醚溶液中进行试验,所用45#钢盘的表面粗糙度分别为0.2μm和0.4μm,对理论计算数据和实验数据进行对比,并分析温度和速度等参数对摩擦系数的影响.结果表明,计算结果和实验数据的变化趋势吻合,摩擦系数随着温度增加而增大,随速度增加略有减小.

等离子喷涂纳米WC-12%Co涂层与陶瓷和不锈钢配副时的摩擦磨损性能对比研究
2008, 28(3).
[摘要](1044) [PDF 1233KB](1533)
摘要:
利用大气等离子喷涂技术制备了纳米和微米WC-12%Co涂层,采用SRV摩擦磨损试验机考察了纳米和微米WC-12%Co涂层在干摩擦条件下分别与Si3N4陶瓷球和不锈钢球配副时的摩擦磨损性能.结果表明:在相同试验条件下,纳米和微米WC-12%Co涂层分别与Si3N4陶瓷球和不锈钢球配副时的摩擦系数相差不大,但纳米WC-12%Co涂层的抗磨件能明显优于微米WC-12%Co涂层;2种涂层的磨损机制差异亦较小,纳米涂层在低载荷下的主要磨损机制为微断裂和轻微磨粒磨损,而在较高载荷下的磨损机制为硬质相的剥落和磨粒磨损;微米涂层在较低载荷下的磨损机制为微断裂和磨粒磨损,在较高载荷下为疲劳磨损.在相同试验条件下,纳米WC-12%Co涂层的磨损表面损伤明显较轻微.

分形表面接触变形对部分膜润滑的影响
2008, 28(3).
[摘要](885) [PDF 530KB](1595)
摘要:
在M-B分形接触模型的基础上,利用引入接触因子的平均流动模型,分别计算在考虑和不考虑分形表面接触峰变形情况下的流量因子和接触因子,研究分形表面接触变形对润滑状态的影响.结果表明:接触变形使得各因子减小,其中对剪切流量因子的影响最大,对压力流量因子和接触因子的影响相对较小,尺度系数越大,接触变形对剪切流量因子最大值的影响越大,剪切流量因子变化越缓慢,弹塑性变形的转化范围越宽;对于一定的名义膜厚,随着分形维数增加,接触弹塑性的转变会使变形对各因子的影响先增后减;对于相同的尺度系数,接触变形对流量因子的影响在相同的分形维数范围内达到最大值.

基于可观测状态的轴承-转子系统周期解计算及稳定性分析
2008, 28(3).
[摘要](1084) [PDF 486KB](1544)
摘要:
分析了轴承-转子系统的稳定性和分岔,基于系统可观测状态信息给出1种求解系统周期解及识别周期解稳定性的方法,同时将该方法与Floquet理论相结合分析系统周期解的稳定性及失稳分岔形式,将转速作为分岔参数分析系统响应的周期、拟周期、多解共存和跳跃现象.结果表明,采用该方法计算系统周期解及稳定性时,利用系统可观测稳态和瞬态信息,即可求解出系统Jacobian矩阵而无需实时求解轴承非线性油膜力的Jacobian矩阵.与传统PNF方法相比,该方法不仅具有很高的精度而且可以节约计算量,同时可以预测追踪随控制参数变化的系统周期解及其稳定性,可用于指导轴承-转子系统的非线性动力学设计.

20CrNiMo钢在冲击滑动耦合作用下的磨损特性研究
2008, 28(3).
[摘要](1005) [PDF 769KB](1554)
摘要:
采用L16(45)四水平正交表设计试验,利用自行研制的冲击滑动磨损试验装置研究20CrNiMo钢在冲击滑动耦合作用下的磨损特性,运用极差分析及多元线性回归处理试验数据,得到20CrNiMo钢在冲击滑动耦合作用下的平均磨损质量损失与各试验因素(冲击频率、冲击力和滑动速度)的回归方程,并通过扫描电子显微镜观察分析磨痕表面形貌.结果表明:试验因素对20CrNiMo钢平均磨损量的影响程度由大到小依次为冲击力冲击频率滑动速度;平均磨损质量损失随冲击力和冲击频率的增加而增大;20CrNiMo钢在冲击滑动耦合作用下的磨痕表面呈现片状剥落迹象,随着冲击力及冲击频率的增加,片状剥落趋向严重;磨损表层组织在冲击滑动耦合作用下发生较严重的塑性变形而从磨痕边缘挤出、剥落,导致材料流失.20CrNiMo钢在冲击滑动耦合作用下的磨损机制为剥层磨损.

仿生棱纹几何结构表面的土壤磨料磨损
2008, 28(3):193-197.
[摘要](1233) [PDF 704KB](1808)
摘要:
利用逆向工程技术,对栉孔扇贝壳外表面几何结构进行扫描测量和处理并获得数据点云,采用最小二乘法拟合数据而设计了3种分布的棱纹型仿生几何结构表面,与相同材料和基本尺寸平板试样对比,在转盘式土壤磨料磨损试验机上进行磨料磨损试验.结果表明:栉孔扇贝壳外棱纹轮廓几何结构表面具正弦函数特征;棱纹轮廓方程为f(x)=3sin(0.4x),棱纹高度为3mm,棱纹底宽为7.854mm.棱纹间距分别为15.71mm、12.56mm和9.42mm的3种仿生棱纹型几何结构表面的耐磨性能均优于平板;相对于平板试样,在相对滑动速度为1.68m/s时,棱纹型仿生几何结构表面的磨损质量损失减少29.84%~43.28%;在相对滑动速度为2.35m/s时,棱纹型仿生几何结构表面的磨损质量损失减少16.23%~21.91%.这是由于仿生棱纹结构能够改变磨料在磨损表面流场的接触和运动状态,增加剪切层厚度,减小剪切层内的磨料密度,改变磨粒的运动轨迹,从而提高其耐磨性.

混合及流体动力润滑下规则微小凹痕图型表面的摩擦特性研究
2008, 28(3):198-202.
[摘要](1025) [PDF 905KB](1580)
摘要:
采用销-盘摩擦副接触方式在混合及流体动力润滑下,对不同密度的规则微小凹痕图型表而进行石蜡油润滑下的摩擦试验,利用Stribeck曲线分析在不同试验条件下,不同密度的规则微小凹痕图型表面的摩擦特性,利用摩擦系数曲线图解析不同载荷和滑动速度下,不同密度的规则微小凹痕图型表面的摩擦行为.结果表明,当试样表面具有规则微小凹痕图型时,其减摩效果较无微小凹痕图型表而更佳,在不同载荷作用下,规则微小凹痕图型存在着最佳的密度分布,即在载荷为5~30N,规则微小凹痕图型密度为32.4%时的减摩效果最佳.

偶件表面纹理方向对尼龙摩擦磨损性能的影响
2008, 28(3):203-206.
[摘要](1113) [PDF 647KB](1495)
摘要:
考察了平行纹理、螺旋线纹理以及多方向纹理钢盘偶件对尼龙PA1010摩擦磨损性能的影响.结果表明:钢盘表面呈螺旋线纹理时的摩擦系数最大,摩擦温升最高,磨损量也明显高于其它2种摩擦副;试验后尼龙环的磨损表面均表现出磨料磨损特征;与螺旋线纹理钢盘对摩后尼龙环的表面粗糙度增大,而与平行纹理钢盘及多方向纹理钢盘对摩后的表面粗糙度减小.

纳米弹性复合DLC薄膜的制备及其摩擦性能研究
2008, 28(3):207-212.
[摘要](1440) [PDF 798KB](1486)
摘要:
利用磁过滤阴极真空弧沉积系统在硅片及以硅片为基底的2种弹性体材料表面沉积厚度为2.7 nm的DLC膜,采用原子力显微镜和拉曼光谱仪对薄膜的形貌及成分进行分析,用纳米力学测试系统测量薄膜的弹性模量和硬度,用UMT-2型多功能微摩擦磨损试验机考察其摩擦性能.结果表明,以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(187)为偶联剂的薄膜试样表面比以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为偶联剂的薄膜试样表面更致密且粗糙度更低,薄膜的最上层为DLC膜.在硅表面沉积DLC薄膜可以显著降低其表面的摩擦系数(0.117~0.137),在低载荷条件下,含偶联剂及弹性体的DLC薄膜的摩擦系数低于硅表面沉积DLC的薄膜,且以187为偶联剂的薄膜试样的摩擦性能更佳;在高载荷条件下,硅表面沉积DLC的薄膜具有更优异的摩擦性能.

MoS2/Ti复合薄膜对Ti811合金高温摩擦磨损性能及微动疲劳行为的影响
2008, 28(3):219-224.
[摘要](1272) [PDF 871KB](1685)
摘要:
利用非平衡磁控溅射方法在Ti811合金表面制备MoS2/Ti复合薄膜,研究薄膜的成分、膜-基结合强度和显微硬度,以及MoS2/Ti复合薄膜对Ti811合金基材在350℃中的摩擦磨损性能和微动疲劳性能的影响.结果表明:利用非平衡磁控溅射技术可以获得致密度高、晶粒细化、孔隙率低和膜-基结合强度高的MoS2/Ti复合薄膜;MoS2/Ti复合薄膜对Ti811合金表面具有良好的减摩润滑作用,能够显著改善Ti811合金在350℃下的摩擦磨损性能和微动疲劳性能;经喷丸强化处理后再进行非平衡磁控溅射MoS2/Ti复合薄膜,可以使Ti811合金在350℃下的耐微动疲劳性能优于MoS2/Ti薄膜,但不及喷丸强化处理的结果.这是由于非平衡磁控溅射工艺过程降低了喷丸强化层的残余压应力.

Ni包MoS2添加剂对镍基涂层的摩擦磨损性能影响
2008, 28(3):225-229.
[摘要](955) [PDF 711KB](1820)
摘要:
以Ni包MoS2为润滑剂,Ni60粉末为基体,利用超音速火焰喷涂技术制备镍基固体涂层,研究了Ni包MoS2对Ni60涂层和Ni60/MoS2涂层的显微组织、力学性能以其摩擦磨损性能的影响,并探讨载荷对Ni60/MoS2涂层摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察涂层的磨损表面形貌并分析其磨损机制.结果表明,Ni包MoS2的加入可以降低Ni60涂层的结合强度和显微硬度,使其摩擦系数和磨损率明显降低;Ni60/MoS2涂层的摩擦系数与载荷无关,其磨损率随载荷增加而增大;Ni60涂层的磨损机制主要为疲劳磨损和黏着磨损,Ni包MoS2的加入减少了Ni60/MoS2涂层的黏着磨损.

石墨及氧化铝增强AZ91D-Cex基复合材料的磨损性能研究
2008, 28(3):230-234.
[摘要](1219) [PDF 1354KB](1493)
摘要:
采用预制体和挤压铸造结合法制备以AZ91D-Cex镁合金为基体,Al2O3短纤维和石墨颗粒混杂增强复合材料,分析不同稀土含量下复合材料的显微组织并测量其硬度,同时考察载荷对复合材料磨损性能的影响.结果表明:复合材料中石墨和Al2O3短纤维分布均匀,与基体结合紧密,稀土Ce沿石墨和Al2O3短纤维的边界富集,其结构为Al3Ce相;复合材料的硬度随稀土含量增加而提高,其中含1.0?合金复合材料的硬度最高;复合材料的磨损率随着稀土含量增加而降低,在20N时3种复合材料的磨损率差别不大,在180N时,含1.0Ce合金的耐磨性最佳.这是由于石墨作为润滑相对摩擦表面起到润滑作用,同时稀土强化相Al3Ce的热稳定性较好,在高载荷时具有较好承载能力,延迟了磨损表面由轻微磨损向剥层磨损的转变.在低载荷时复合材料的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损,在高载荷时为剥层磨损.

金属橡胶隔振构件中不锈钢丝的微动摩擦磨损性能研究
2008, 28(3):248-253.
[摘要](1203) [PDF 594KB](1571)
摘要:
以金属橡胶隔振构件疲劳试验数据为基础,将柱-块摩擦样品表面刻槽以嵌入并固定钢丝,在SRV高温摩擦磨损试验机上评价φ0.3 mm的冷拉拔1Cr18Ni9不锈钢钢丝在不同载荷下的微动摩擦磨损性能,用激光扫描共焦显微镜对其磨痕表面进行分析.结果表明:冷拉拔不锈钢丝的表面粗糙度Ra值为3.447μm;在磨损初期阶段,需要约28s打磨其表而的凹凸体;由不锈钢丝"微动单元"的摩擦曲线可以将其磨损过程划分为表面打磨、接触面黏着、第三体床形成以及稳定磨损4个阶段,其中稳定磨损阶段的摩擦系数相对平稳,磨痕表面光滑程度高于基体的原始表面,磨痕深度介于50~60μm之间.

聚酰亚胺多孔含油材料的摩擦磨损性能研究
2008, 28(3):272-276.
[摘要](1133) [PDF 637KB](1610)
摘要:
采用冷压烧结工艺制备含聚α-烯烃润滑油、多元醇酯润滑油及锂基通用润滑脂3种聚酰亚胺(PI)多孔含油材料,研究了PI多孔含油材料的含油性能与耐热性能,考察了不同转速条件下3种PI多孔含油材料的摩擦磨损性能.结果表明:PI多孔含油材料的孔径主要集中于1~0μm范围以内;在摩擦过程中,PI多孔含油材料中的润滑油可以稳定析出并形成润滑膜,从而降低了摩擦系数,其中含聚α-烯烃润滑油PI多孔含油材料的减摩效果最好;在转速较高的条件下,由于PI多孔含油材料中的润滑油缺失,使其摩擦系数迅速上升,并产生大量的摩擦热而导致摩擦表面温度升高,黏着磨损加重,最终导致材料失效.

从《摩擦学学报》刊出论文的被引用情况分析我国摩擦学领域的研究热点
2008, 28(3):289-291.
[摘要](1155) [PDF 159KB](1337)
摘要:
通过对2000~2006年和2003~2006年期间<摩擦学学报>发表的被引频次排名前15位论文的被引用情况进行统计分析,探讨了近年来我国摩擦学学科的研究热点与发展动向.指出纳米颗粒作为润滑油添加剂的摩擦化学作用机制研究,特别是纳米颗粒添加剂在油/脂中的减摩、抗磨及极压作用机制研究是近年来我国摩擦学领域的主要研究热点之一,其它研究热点还包括纳米颗粒增强陶瓷涂层、复合涂层和聚合物复合材料,以及生物摩擦学和绿色润滑油添加剂摩擦学等.这与摩擦学新材料的高性能化和多功能化发展方向相吻合.

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