2009年29卷1期

显示方式:          |     

摩擦速度对铜基摩擦材料摩擦磨损性能影响
2009, 29(1).
[摘要](1373) [PDF 1461KB](1964)
摘要:
采用粉末冶金技术制备了铜-石墨-SiO2烧结材料,通过定速摩擦试验机,在摩擦速度为7.8~47.1 m/s的范围内,研究摩擦速度、第三体与摩擦磨损性能的关系.结果表明,摩擦第三体的状态与摩擦速度密切相关,并明显影响摩擦磨损性能.在摩擦顺序从低速开始向高速进行的条件下,随摩擦速度的提高,摩擦表面第三体由颗粒状分布向密实状态转变,表面微观硬度提高,摩擦系数下降,磨损率变化不明显.这归因于低速条件下摩擦副间的啮合程度大,使摩擦系数处于较高值.随速度增加,致密状第三体的易流动性具有润滑和平滑作用,起到降低摩擦系数的作用;在摩擦顺序从高速开始向低速进行条件下,摩擦表面被高速摩擦形成的致密第三体所覆盖,致密第三体的稳定性具有降低摩擦系数波动的作用.但磨损率在摩擦速度较低时出现快速增加.原因在于随摩擦速度的降低,摩擦温度降低,致密第三体脆性增加,致密第三体的大面积破裂和剥落提高了磨损率.

奥氏体回火温度对等温淬火球墨铸铁(ADI) 高速切削加工性能的影响研究
2009, 29(1).
[摘要](1152) [PDF 1590KB](1819)
摘要:
等温淬火球墨铸铁(Austempering Ductile Iron,以下简称ADI)是一种新型的耐磨球铁材料.结合现有ADI材料的生产情况,选取300、350、400 ℃3个奥氏体回火温度,制备3组试样并测定力学性能.通过高速切削试验,研究了CC650陶瓷刀具高速干式切削不同性能ADI材料时刀具磨损形态和磨损机理,探讨了奥氏体回火温度对ADI高速切削时刀具磨损性能的关系.试验结果表明,奥氏体回火温度对ADI材料组织和力学性能有较大影响;奥氏体回火温度和ADI试件材料与CC650刀具磨损之间具有相关性;高速切削时,CC650刀具对ADI切削的磨损机制以磨粒磨损和扩散磨损为主.

NiCr/Cr3C2-BaF2·CaF2高温自润滑耐磨涂层的制备与摩擦磨损特性
2009, 29(1).
[摘要](1536) [PDF 909KB](1962)
摘要:
采用加压氢气还原和固相合金化技术,以BaF2·CaF2共晶、Cr3C2颗粒为核心,制备了NiCr合金包覆的NiCr/Cr3C2-BaF2·CaF2复合粉末,采用大气等离子喷涂技术制备相应涂层.采用扫描电子显微镜、X射线衍射和SRV摩擦磨损试验机等分析测试技术,研究了涂层组成、结构以及从室温到500 ℃涂层的摩擦磨损性能.研究结果表明:研制的NiCr/Cr3C2-BaF2·CaF2复合涂层是一种性能优良的高温自润滑耐磨涂层,表面包覆的致密NiCr层抑制了喷涂过程中颗粒的氧化、脱碳和烧蚀,涂层的显微硬度和结合强度较高;涂层在室温下的摩擦系数为0.74±0.02,随温度升高摩擦系数逐渐降低,500 ℃时降低为0.38±0.03,涂层和对偶球Si3N4的磨损率与室温相比显著下降.摩擦机理研究发现,高温下BaF2·CaF2共晶软化,导致涂层剪切强度比室温时明显变低,在摩擦表面形成了连续的BaF2·CaF2润滑膜.

钝化处理1Cr18Ni9Ti不锈钢在H2O2 水溶液中的摩擦学性能初探
2009, 29(1).
[摘要](1505) [PDF 1130KB](2550)
摘要:
为研究1Cr18Ni9Ti不锈钢钝化膜在H2O2水溶液中的摩擦学性能,对1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行了酸洗钝化处理,利用CS300电化学测试系统和XPS对不锈钢表面钝化膜的电化学行为、元素组成和化学状态进行了分析;用SST销-盘式摩擦磨损试验机研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢盘与GCr15钢球摩擦副在不同浓度H2O2水溶液中配副时的摩擦学性能;用TR240形貌轮廓仪和扫描电子显微镜(SEM)观察分析了盘试样磨损处的轮廓形貌、磨痕面积和微区结构.结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢经钝化工艺处理后,耐腐蚀性能显著提高,且表面形成一层富氧、富铬、贫铁的钝化膜,其主要成分是Cr2O3;钝化后的1Cr18Ni9Ti不锈钢在过氧化氢溶液中的摩擦系数较钝化前均出现不同程度的降低,耐磨性提高;钝化或未钝化的1Cr18Ni9Ti不锈钢在过氧化氢溶液中的磨损机理均表现为黏着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损,但在90%H2O2水溶液中,盘磨损表面的黏着作用明显减轻.

轧辊用高钒高速钢的滚-滑动磨损性能及失效行为研究
2009, 29(1).
[摘要](1263) [PDF 1455KB](1748)
摘要:
在高应力滚-滑动(滑动率约10%)条件下,利用自制的磨损试验机研究了高钒高速钢的磨损性能,并利用电子显微镜分析了失效行为.结果表明:高钒高速钢的相对耐磨性是高铬铸铁(Cr20)的2倍以上.磨损失效形式为显微切削与疲劳剥落的复合,兼有碳化物碎裂.碳化物对磨损失效有重要作用,高铬铸铁中的杆状M7C3型碳化物易于弯曲、碎裂而在其内部形成大量裂纹,促进磨损表面产生大块的疲劳剥落;高钒高速钢中团块状VC硬度高、形态好、具有精细亚结构、不易碎裂,可有效地抵御显微切削和疲劳剥落,是高钒高速钢耐磨性优良的原因.

油溶性有机钼与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)在酯类油中的协同抗磨减摩性能及机理研究
2009, 29(1).
[摘要](1478) [PDF 798KB](2909)
摘要:
采用四球摩擦磨损试验机分别考察了两类油溶性有机钼二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)在季戊四醇脂中的减摩抗磨性能,探讨了MoDDP和MoDTC与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)的协同减摩抗磨性能;用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)观察分析了磨斑表面形貌和主要元素的化学状态,探讨了MoDDP和MoDTC的摩擦化学机制.结果表明,油溶性有机钼与ZnDDP复配具有优良的协同减摩和抗磨性能,这是由于ZnDDP促进了有机钼分解,生成了由MoS2、MoO3、ZnS和FePO4等组成的摩擦化学反应膜.

羰基铁磁流变液的摩擦性能研究
2009, 29(1).
[摘要](1314) [PDF 1207KB](1822)
摘要:
采用四球摩擦磨损试验机,测定了羰基铁磁流变液及其基础油的摩擦系数,磨斑直径,记录了摩擦系数随时间的变化曲线,考察了磁流变液中基础油类型和添加剂对其摩擦性能的影响,用扫描电子显微镜观察了钢球磨痕表面形貌,分析了摩擦磨损机理.结果表明:与基础油相比,同等试验条件下磁流变液的摩擦系数、磨斑直径增大 1~2 倍.基础油类型、触变剂以及抗磨减摩添加剂对磁流变液摩擦学性能影响显著,选取合适的种类可在一定程度内改善其摩擦性能.磁流变液的摩擦以微观切削为主,主要由磁性颗粒产生,随着载荷的增大,摩擦加剧,摩擦磨损机理也由微观切削向微切削与黏着磨损相结合过渡.

超声马达梯度涂层摩擦材料研究
2009, 29(1).
[摘要](1376) [PDF 692KB](1933)
摘要:
超声马达摩擦材料应同时具有良好的摩擦学特性和一定的接触变形要求,目前所用单一均质结构摩擦材料较难满足这一要求,需要研制新型摩擦材料.本文从摩擦学的减摩结构模型反推出一种增摩结构模型,针对超声马达对摩擦材料的要求,提出梯度涂层摩擦材料的设计思想,采用表面黏涂法研制了一种具有梯度结构的涂层摩擦材料.利用超声马达模拟试验装置考察了涂层厚度对超声马达性能的影响,初步验证了模型的正确性.在本文的试验条件下,当涂层材料表层厚度为1mm,底层厚度为0.7mm左右时,超声马达具有较好的性能.与其它种类的摩擦材料相比较,梯度涂层摩擦材料可以满足超声马达的使用要求,可望提升超声马达的性能,具有良好的发展前景.

润滑条件下激光加工纹理的摩擦磨损
2009, 29(1).
[摘要](1437) [PDF 729KB](1847)
摘要:
采用YAG纳秒激光器在45#钢平板试样表面制备纹理,考察了不同润滑状态下表面纹理对摩擦学性能的影响.45#钢表面纹理采用了不同间距的点、槽和网格形貌,并在UMT-Ⅱ试验机上与SiC钢球配副,分别在石蜡和机油润滑条件下进行往复摩擦试验,得出了试验条件下的Stribeck曲线.结果表明,在Hersey数较小时,纹理的引入不利于材料摩擦系数的降低,Hersey数的增加有助于摩擦学性能的提高.网格状纹理间距越小摩擦系数越大.网格状形貌试样相对于点和凹槽形貌试样,表现出更好的摩擦学性能.

不同温度下Cu/FeS复合材料摩擦过程中组织演变的分子动力学模拟研究
2009, 29(1).
[摘要](1270) [PDF 1140KB](1951)
摘要:
通过计算机模拟的方法对不同温度下Cu//Cu/FeS摩擦副的摩擦性能进行计算研究,结果发现:当环境的温度在500 K时,摩擦副的摩擦系数出现第一个谷值,而此时金属铜发生再结晶,黏着磨损更为明显;700 K时,黏着层数减小而摩擦系数却有所增大,主要是由于复合材料内部的FeS结构发生转变造成.计算结果还证明:在高温情况下,增强相FeS存在先分解再重新结合的2个过程,并指出Cu/FeS复合材料在900 K时,仍然具有很好的减摩耐磨作用.还对不同温度摩擦时复合材料内部的组织演变过程进行系统分析,分析结果表明,随着温度的升高,FeS的结构发生演变,从六方NiAs型超结构相转变为简单NiAs型结构相,并且随着温度的升高,FeS结构的 c/a 也在不断减小,这些都影响着复合材料的摩擦性能.

凹坑表面形貌在面接触润滑状态下的减阻研究
2009, 29(1).
[摘要](1624) [PDF 1269KB](1972)
摘要:
设计了一套试验装置,并在面接触润滑状态下,进行凹坑表面形貌的润滑试验.结果表明,在一定的试验条件下,由于摩擦副接触面上凹坑形貌的存在,可观察到有气泡稳定存在于油膜中.气泡的存在取决于凹坑的深度和润滑油量,凹坑深度越深,润滑油量越少,稳定存在的气泡比例越高.分析可知,由于接触面中气油界面的弯月面力作用,气泡被封存于凹坑中,从而能稳定存在,因此,在乏油润滑时,在润滑油和气泡的共同承载作用下,较其他试样,摩擦力明显减小.在面接触润滑时,从乏油润滑到全膜润滑的过程中,存在着一个最优凹坑深度,在此深度时,摩擦阻力最小.通过计算分析可知,凹坑的最优深度和摩擦副间距大小相当,且理论分析结果和试验结果吻合.

电弧能量对浸金属碳滑板材料载流摩擦磨损性能的影响
2009, 29(1).
[摘要](1409) [PDF 767KB](2448)
摘要:
在销盘式高速载流摩擦磨损试验机上,通过正交试验考查了电弧能量对浸金属碳滑板材料载流摩擦磨损性能的影响;利用统计学相关系数理论和非线性回归分析,对电弧能量与摩擦系数、比磨损率进行定量比较分析,发现电弧能量与摩擦系数间存在一定的相关性,并与比磨损率间存在幂函数的关系;借助扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪结合摩擦表面宏观温度的测量,分别对销试样电弧侵蚀后的表面膜微观结构、相组成及磨屑进行分析.结果表明:电弧能量严重影响摩擦副的载流摩擦磨损性能;电弧热效应使得局部接触表面温度超过熔点,浸渗金属熔融渗出摩擦表面,并使基体碳气化沉积于摩擦盘上,使得电弧侵蚀机理表现为材料转移和熔融喷溅.

湿磨工况下冲击功对高锰钢腐蚀磨损交互作用的影响
2009, 29(1).
[摘要](1432) [PDF 845KB](1880)
摘要:
采用自制的冲击腐蚀磨损试验机模拟湿磨工况,通过电化学等方法研究了冲击工况条件下高锰钢在锡矿浆料中的腐蚀磨损行为,定量分析了腐蚀磨损中交互作用各个分量的相对比例.结果表明,虽然弱酸性的矿浆对高锰钢的腐蚀性较小,但腐蚀增量是静态腐蚀率的15.76~26.54倍,腐蚀磨损交互作用的比例为12.08%~26.70%,表明磨损与腐蚀有一定的协同促进作用.在低冲击功1 J时,交互作用是以磨损促进腐蚀为主;在冲击功为2、3、4 J时,交互作用是以腐蚀促进磨损为主.最后探讨了冲击载荷下磨损与腐蚀的交互作用机理,以及冲击功对交互作用机理的影响.

铰接副磨损与系统动力学行为耦合的数值分析
2009, 29(1).
[摘要](1285) [PDF 664KB](1874)
摘要:
建立了机械系统的摩擦磨损与动力学行为的耦合分析模型和数值计算框架,以间隙铰接副为对象分析其磨损和动力学行为的交互影响机制.磨损通过有限元理论及ANSYS软件开发的通用程序来计算,其中通过移动边界节点的方法来描述磨损过程,利用结构优化算法中的边界位移法解决了边界节点变动导致的内部网格畸变问题.应用将位移约束转化为接触力约束的方法建立含间隙铰碰撞的多体动力学模型.通过序贯耦合的模式计算出不同寿命时段的磨损间隙和性能特性.结果表明:磨损与动力学行为耦合数值分析可对整个寿命周期内磨损和性能做出预测,可显著提高摩擦学设计的效率和准确性.

高密度硬盘磁头滑块承载面结构优化设计
2009, 29(1).
[摘要](1219) [PDF 532KB](1783)
摘要:
磁头滑块承载面结构优化设计是提高硬盘存储密度的主要方法之一,目前优化设计的方法主要分为拓扑优化和尺寸优化两大类,2种方法都存在着各自的优缺点.本文将两种方法有机地结合在一起,来弥补其各自的缺点.同时,在拓扑优化的过程中对滑块的结构进行了一定的限制,以满足实际使用的要求.由于飞高低于5 nm,因此在设计过程中还考虑了分子间力的影响.仿真结果表明,采用该方法进行磁头滑块承载面的结构优化可以取得很好的磁头飞行效果.

First slide
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院兰州化学物理研究所
  • 编:薛群基
  • 址:兰州市天水中路18号
  • 邮政编码:730000
  • 话:0931-4968238
  • 电子邮件:tribology@licp.cas.cn
  • 国际标准刊号:ISSN 1004-0595
  • 国内统一刊号:CN 62-1095/O4
  • 邮发代号:54-42
  • 价:38元
  • 价:228元