2009年29卷2期

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新型奥氏体不锈钢的耐磨性研究
2009, 29(2).
[摘要](1523) [PDF 688KB](2744)
摘要:
为了解决传统奥氏体不锈钢耐磨性较差的问题,本文设计了一种新型的Fe-Mn-Si-Cr-M-C奥氏体不锈钢,并研究了其耐磨性能和耐腐蚀性能.研究表明:Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C奥氏体不锈钢在干摩擦和油润滑条件下均具有比1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢更好的耐磨性,在NaCl中耐蚀性不如1Cr18Ni9Ti不锈钢,但在NaOH中优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C奥氏体不锈钢应力作用下发生的应力诱发γ→ε马氏体相变是其具有较高耐磨性的原因.

火焰喷涂聚酰胺12/纳米SiO2涂层的摩擦磨损性能
2009, 29(2).
[摘要](1376) [PDF 1096KB](1507)
摘要:
采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12/纳米SiO2(PA12/n-SiO2)涂层.利用红外光谱仪(FTIR)和X-射线衍射仪(XRD)对涂层的结构进行了分析;利用摩擦磨损试验机及扫描电子显微镜表征了涂层的摩擦磨损性能及磨损表面形貌.结果表明:火焰喷涂法适宜制备PA12/n-SiO2涂层;PA12/n-SiO2粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解反应;n-SiO2含量为1.5wt%的涂层在100 N、100 r/min、60 min的干摩擦条件下,其摩擦系数为0.52,磨损量为1.5 mg,跑合期为25 min左右,而纯涂层在相同摩擦条件下摩擦系数、磨损量、跑合期分别为0.59、3.5 mg和35 min,跑合期较纯涂层短,显示复合涂层具有较好的耐磨性能,分析认为涂层的磨损机理主要为疲劳磨损、塑性变形和黏着磨损.

两种水溶性二元羧酸盐润滑油添加剂的摩擦学性能及润滑机理研究
2009, 29(2).
[摘要](1276) [PDF 766KB](1747)
摘要:
以十二烯基丁二酸酐为原料合成了十二烯基丁二酸(DSA)和硫化十二烯基丁二酸(SDSA),并将其铵盐作为水溶性润滑添加剂,用四球摩擦磨损试验机评价了其抗磨减摩性能.采用扫描电子显微镜(SEM)分析了磨斑形貌,用X光吸收近边结构光谱(XANES)对SDSA的铵盐所形成的摩擦和热反应膜进行了表面分析,并初步探讨了其润滑机理.结果表明,在中等负荷下,2种羧酸化合物铵盐均具有良好的抗磨和减摩性能.XANES分析结果显示.SDSA的铵盐所形成的摩擦和热反应膜主要由吸附层和反应层组成.在吸附层中,硫主要以烷基二硫化物形式存在;在摩擦膜中,硫主要以硫酸盐、硫化物形式存在.

半金属盘式刹车材料的试验研究
2009, 29(2).
[摘要](1474) [PDF 767KB](1916)
摘要:
通过正交试验设计和蔡氏试验机测试,得到了摩擦系数受温度、载荷和速度影响较小,磨损也较小的半金属盘式刹车材料配方,其平均摩擦系数是0.444.结果表明,在4种被研究的成分中温和的研磨剂氧化铁黑对与温度有关的摩擦系数的标准偏差影响最大,原因在于其只对冷制动起增摩作用而对热制动没有增摩作用;过多使用强的研磨剂氧化铝会导致摩擦系数和比磨损率增大,出现过恢复,并且摩擦系数随载荷增加;而过多使用混合润滑剂(石景和三硫化二锑)会减小摩擦系数和比磨损率.

自旋对界面滑移弹流油膜的影响
2009, 29(2).
[摘要](1079) [PDF 522KB](1847)
摘要:
应用旋滑式光干涉弹流薄膜测量系统研究了自旋对界面滑移条件下玻璃盘-钢球形成的反常弹流油膜的影响,通过弹流接触副与玻璃盘旋转中心距离的调节,在弹流润滑中实现不同程度的自旋,即引入不同的旋滑比.结果表明,随着旋滑比的增加,油膜整体厚度减小,油膜形状呈现明显的非对称性,人口凹陷的深度有所减小;最小油膜厚度的速度指数随旋滑比的增加而增加;固定偏心距,随着载荷的增加,最小膜厚先增加后减小,油膜形状的非对称性增强.对上述观察到的试验现象,也进行了相应的理论解释,认为自旋引起的卷吸速度变化及气穴区的不对称是主要诱因.

普通凝固Mg-Zn-Y准晶材料的摩擦磨损特性
2009, 29(2).
[摘要](1269) [PDF 1072KB](1399)
摘要:
采用普通凝固方法制备Mg-Zn-Y准晶材料,在不同试验条件下对普通凝固Mg-Zn-Y准晶材料进行了干摩擦试验,研究了载荷和磨损时间对准晶材料摩擦特性的影响,并对磨损表面形貌及磨屑进行了观察与分析.结果表明:随着载荷的增加,摩擦系数减小;在相同载荷条件下,随着Y含量的增加,摩擦系数及磨损质量损失均逐渐减小,耐磨性逐渐增强.

仿生人工软骨材料的摩擦磨损性能及润滑机理研究
2009, 29(2).
[摘要](1310) [PDF 877KB](2372)
摘要:
采用原位复合法制备聚乙烯醇水凝胶(PVA-H),采用模板-滤取法制备多孔超高分手量聚乙烯(UHMWPE)材料,对比研究了这2种材料在相同条件下的摩擦磨损性能,通过改变试验转速和载荷获得Stribeck曲线,并对其润滑机理进行分析.结果表明:干摩擦条件下,多孔UHMWPE和PVA-H的摩擦系数和磨损量均较大;在水润滑和牛血清润滑条件下,二者的摩擦磨损性能均得以改善,且PVA-H具有更低的磨损量.Stribeck曲线分析表明:仿生UHMWPE具有的多孔结构使得在其一定的区域内可以形成混合润滑区域;PVA-H具有更好的亲水性能和多孔结构,对应的Stribeck曲线谷底较宽,能够形成较宽的混合润滑区域和流体润滑区域,从而降低了接触区域的磨损量.

微池润滑刀具干切削过程中的减摩机理
2009, 29(2).
[摘要](1142) [PDF 994KB](1696)
摘要:
通过在前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔产生"微池效应"来改善刀具的摩擦学特性,制备了YG8微池润滑刀具.以该微池刀具对45#钢进行干切削试验,结果表明:微池刀具与普通的YG8刀具相比具有良好的摩擦磨损特性,切削力明显减小,前刀面摩擦系数显著降低.通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)对微池刀具前刀面观察研究,分析了刀具自润滑机理:微池刀具前刀面小孔中的润滑剂受热膨胀及切屑摩擦挤压作用析出,在前刀面表面拖覆形成固体润滑层,直接渗入到刀屑接触区域,从而起到减摩润滑作用,改善刀具基体减摩抗磨性能.润滑膜层在切削加工中是一个润滑膜形成、磨损、再形成的循环过程,微池润滑刀具在微孔完全磨损的整个生命周期内始终具有自润滑效果.

非组分黏接剂对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响
2009, 29(2).
[摘要](1382) [PDF 803KB](1602)
摘要:
为了研究黏接剂对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,以改性酚醛树脂作为黏接剂,通过高精度天平测定涂胶量,由平板硫化机固定黏接压力得到不同涂胶量的试样.利用光学显微镜观察黏接剂的渗透情况,通过惯量摩擦试验机研究涂胶量对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响.试验结果表明:随着单位面积涂胶最的增加,黏接剂渗入摩擦材料的深度逐渐增大,对于厚度不大于1.0 mm的纸基摩擦材料,黏接剂可渗透材料并影响其摩擦磨损性能.随着渗透至摩擦面胶量的增加,摩擦材料的制动平稳性逐渐变差,动摩擦系数降低,静摩擦系数升高,磨损率先减小后增大.

基于摩擦系数优化的车人碰撞事故再现研究
2009, 29(2).
[摘要](1326) [PDF 654KB](1618)
摘要:
行人摩擦生物力学特性对车人碰撞事故再现结果有直接的影响,但由于人体结构的复杂性和交通事故的突发性特点,导致行人与汽车、道路的接触特性很难通过试验的方式获取,本文探讨了基于仿真试验的车人碰撞事故行人摩擦生物力学特性分析方法,并通过蒙特卡罗方法验证摩擦特性的可靠性.将该特性应用于车人碰撞类型的交通事故过程再现进行验证,仿真结果表明:所得到的摩擦特性精度高、可靠性高,能够满足车人碰撞交通事故再现对行人摩擦特性精度要求,为交通事故中所涉及的行人摩擦生物力学特性分析提供了新的途径.

Ti/Ni过渡层对WS2薄膜摩擦学性能影响
2009, 29(2).
[摘要](1227) [PDF 978KB](1528)
摘要:
采用射频溅射法,通过预先制备Ti和Ni 2种过渡层的工艺在3Cr13马氏体不锈钢基片上制备了硫化钨薄膜,通过与无过渡层的射频溅射WS2薄膜对比,研究了2种过渡层对薄膜性能的影响.3种样品的物相分析,表面形貌观察,微区化学成分测定,膜基结合力和薄膜摩擦系数测试等结果表明,Ti过渡层对硫化钨薄膜结构和S/W原子比没有明显的影响,对膜层的摩擦系数影响也不大,但薄膜耐磨性有所提高.而Ni过渡层虽对S/W原子比无明显影响,但却明显地提高薄膜Ⅱ型织构(基面取向)的强度,从而降低了薄膜的摩擦系数,提高了薄膜耐磨性.

Ce0.8Zr0.2O2固溶体磨料对ZF7光学玻璃抛光性能的改善
2009, 29(2).
[摘要](1452) [PDF 783KB](2241)
摘要:
采用改进的湿固相机械化学反应法制备出超细锆掺杂氧化铈磨料Ce1-xZrxO2(x=0,0.2),运用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段表征其物相类型、外观形貌、比表面积、粒度、表面电位等物理性质,通过测定抛光速率和观察表面的微观形貌考察它们对ZF7光学玻璃的抛光性能影响.结果表明,Ce0.8Zr0.2O2固溶体磨料对ZF7光学玻璃抛光性能比纯CeO2磨料有明显的提高,抛光速率达到463 nm/min,5.0 μm×5.0 μm的范围内微观表面粗糙度Rα值达到1.054 nm,而纯CeO2磨料的抛光速率只有292 nm/min,Rα值却增大到1.441 nm.Ce0.8Zr0.2O2固溶体的抛光速率的明显增大和表面粗糙度Rα的下降主要与其负表面电位的增大和颗粒尺寸、粒度的减小密切相关.

纳米PTFE粒子复合Ni-P化学镀层的摩擦学行为
2009, 29(2).
[摘要](1491) [PDF 1040KB](2044)
摘要:
采用化学镀在Q235钢基材上制备了纳米和微米PTFE粒子的Ni-P/PTFE复合镀层.用球盘式摩擦磨损试验机研究了镀层摩擦系数与PTFE体积百分数的关系以及具有最小摩擦系数镀层的承载能力.结果表明:纳米和微米复合镀层均在PTFE的体积含量约26%时出现最佳的减摩效果,摩擦系数为0.11-0.15.纳米粒子复合镀层的摩擦系数与磨损量在较低载荷下与微米粒子复合镀层接近,但其承载能力远优于微米粒子复合镀层,两者临界载荷之比约为3.5.

等离子喷涂Al2O3/TiO2陶瓷涂层在液态石蜡润滑下的摩擦磨损性能研究
2009, 29(2).
[摘要](1192) [PDF 1167KB](2096)
摘要:
利用纳米和微米结构Al2O3/TiO2喂料制备出2种陶瓷涂层,考察了这2种涂层在液体石蜡润滑下与不锈钢球摩擦副的摩擦磨损性能,并探讨了2种涂层的磨损机理.结果表明:液态石蜡润滑能有效降低纳米Al2O3/TiO2涂层与不锈钢球摩擦副的摩擦系数和磨损率,但是对微米涂层的润滑效果不明显.纳米涂层的摩擦系数仪为微米涂层的1/3,而磨损率则降低了70倍以上.纳米涂层的磨损机制在低载荷下是轻微的黏着磨损,高载荷下则是摩擦抛光,而微米涂层的磨损机制是晶粒脆性断裂.

人牙釉质的酸蚀行为研究
2009, 29(2).
[摘要](1281) [PDF 769KB](2573)
摘要:
通过体外原位酸蚀试验,采用显微硬度仪、台阶仪、SEM和EDX等考察了在pH=3.20的柠檬酸溶液作用下,人牙釉质表面硬度、组织结构、化学组成等性能随酸蚀时间的变化关系,初步分析了牙釉质在柠檬酸溶液中的酸蚀过程和机制.结果表明,在柠檬酸溶液中腐蚀1 min后,牙釉质无明显酸蚀损伤;腐蚀3 min后,牙釉质表面硬度及Ca、P含量均明显降低,釉质表面旱现酸蚀损伤,腐蚀深度为0.236 μm;随酸蚀时间继续延长,牙釉质表面损伤进一步加剧.形貌分析显示:在腐蚀初期,人牙釉质内的釉柱先于相邻釉间质发生酸蚀剥落,而釉柱丧失会进一步加剧釉间质的酸蚀,两者互相促进,最终导致牙釉质表面发生实质性的硬组织丧失.

三维网络SiC/Cu复合材料在15W油中的摩擦性能
2009, 29(2).
[摘要](1172) [PDF 1252KB](1484)
摘要:
在转速为1 500~7 000 r/min、比压为1.1~3.9 MPa条件下,以65Mn钢为对摩副,以15 W油为冷却介质,研究了三维网络SiC/Cu复合材料在油流量为8 mL/(min·cm2)时的摩擦性能.结果表明,三维网络SiC/Cu复合材料摩擦片的摩擦系数较粉末冶金摩擦片的摩擦系数有大幅度提高;粉末冶金片与三维网络SiC/Cu复合材料片具有不同的失效机制:粉末冶金片的失效机制是表面裂纹和"过铜"(对偶中铜的转移),三维网络SiC/Cu复合材料片的失效机制以"过铁"(对偶中铁的转移)导致的SiC骨架被覆盖而失去作用为主;2种摩擦片与65Mn钢对摩的过程中都伴随着不同程度的氧化磨损.但粉末冶金片的主要磨损机理为磨粒磨损,而三维网络SiC/Cu复合材料片的磨损机理主要表现为"材料转移"导致的黏着磨损.

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