2010年30卷2期

显示方式:          |     

固体-油脂复合润滑I:二硫化钼膜在干摩擦及空间用油脂润滑下的摩擦学性能
郝俊英, 翁立军, 孙嘉奕, 刘维民
2010, 30(2):106-110.
[摘要](1843) [PDF 3530KB](1949)
摘要:
本文采用溅射技术制备了MoS2薄膜,用UMT-2MT摩擦试验机考察了MoS2膜/钢球摩擦副分别在干摩擦、氟丙基氯苯基硅油(115#油)和KK-5脂(由115#润滑油经聚四氟乙烯粉稠化制成)润滑条件下的摩擦学性能,并分析了其润滑和失效机制。结果表明:脂润滑状态下,MoS2+ KK-5复合膜处于不连续的边界润滑,其摩擦学性能得到改善但不明显;115#油润滑条件下,由于连续、有效的边界润滑,使得MoS2+115#固体-油复合体系的摩擦系数低而平稳,其耐磨损寿命与单独MoS2薄膜相比提高了至少8倍;相对于上述2种情况,干摩擦条件下的MoS2膜磨损明显。

快速凝固过共晶铝硅合金的微观组织特征及耐磨性研究
李继文, 王爱琴, 谢敬佩, 王文焱, 李洛利, 魏世忠
2010, 30(2):111-117.
[摘要](1491) [PDF 4422KB](2396)
摘要:
利用单辊旋淬快速凝固法制备Al-21Si和Al-30Si过共晶铝硅合金,采用扫描电镜、透射电镜及XRD技术对所制备合金的组织形貌和相结构进行表征。结果表明:快速凝固合金形成微纳米晶组织,晶粒明显细化。Al-21Si过共晶合金凝固组织由羽毛针状(α-Al+β-Si) 共晶体和雪花状α-Al相组成;快速凝固有效抑制初生硅相的形核与生长,α-Al相领先共晶形核生长,形成微纳米级亚共晶组织。Al-30Si高硅过共晶合金初生硅相细小钝化,初晶Si相显微结构为孪晶形貌,呈典型的过共晶组织特征。快速凝固显著提高合金显微度及其耐磨性,快速凝固Al-21Si合金的耐磨性是传统铸造合金的5倍。

计及机体变形的内燃机主轴承弹性流体动力润滑分析
蔡晓霞, 孙军, 刘利平, 桂长林
2010, 30(2):118-122.
[摘要](1546) [PDF 2819KB](1645)
摘要:
针对某四行程四缸内燃机曲轴主轴承,考虑机体变形因素的影响,进行了曲轴轴承弹性流体动力润滑分析。计算中采用动力学法进行曲轴轴承的润滑分析,采用变形矩阵法计算油膜压力作用下轴承表面的变形。结果表明,与不考虑机体变形影响相比,计入机体变形影响时轴承轴心轨迹基本没有改变,在1个工作循环中的大部分时间轴承最大油膜压力、最小油膜厚度、端泄流量和轴颈摩擦系数几乎没有变化,仅在某些时刻附近轴承最大油膜压力略有减少,轴承最小油膜厚度略有增加。因此在计算精度要求不是非常高的情况下,曲轴主轴承润滑分析可以不考虑轴承表面因油膜压力作用产生的弹性变形的影响。

Ti3SiC2/PM304摩擦副的高温摩擦学性能
陈祖均, 任书芳, 王静波, 贾均红, 吕晋军
2010, 30(2):123-127.
[摘要](1366) [PDF 3085KB](1358)
摘要:
本文考察了Ti3SiC2/PM304摩擦副从室温到630?C范围的摩擦磨损性能,并与Ni-Cr合金/PM304摩擦副的摩擦磨损性能进行了对比。结果表明:Ti3SiC2/PM304摩擦副具有比Ni-Cr合金/PM304摩擦副更好的摩擦磨损性能;特别是在400~630?C的温度范围内,Ti3SiC2/PM304摩擦副具有优异的摩擦磨损性能。从室温到300?C,Ti3SiC2/PM304摩擦副的磨损机制为Ti3SiC2晶粒拔出、脱落后与转移的PM304形成机械混合层,随着环境温度的升高机械混合作用加强。在400~630?C范围内,摩擦界面的机械混合作用受到显著抑制,在Ti3SiC2磨损表面形成富集银的转移润滑膜,而转移润滑膜的连续性对摩擦副的摩擦磨损性能影响较大。

纳米Fe3O4与纳米SrO.6Fe2O3填充丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能比较
王其磊, 杨逢瑜, 杨倩, 陈君辉, 关红艳
2010, 30(2):128-134.
[摘要](1580) [PDF 3991KB](1415)
摘要:
采用共混法制备了NBR/Fe3O4复合材料和NBR/SrO.6Fe2O3复合材料,使用UMT-2MT摩擦磨损试验机和2206型表面粗糙度测量仪对复合材料的摩擦系数和摩擦磨损状况进行了测试.通过扫描电子显微镜与 射线能量色散谱仪对NBR/Fe3O4复合材料的表面微观形貌以及纳米粒子在橡胶中的分布情况进行了探讨。结果表明:2种纳米材料的加入均能够改善NBR的耐磨性,其中NBR/Fe3O4复合材料的耐磨效果更佳.纳米Fe3O4和纳米SrO.6Fe2O3 2种纳米粒子的最佳添加量均为10%左右(质量分数).纳米Fe3O4 粒子的加入使得NBR的摩擦系数与磨损率有较大幅度的减小,而纳米SrO.6Fe2O3 加入则使得摩擦系数与磨损率起初有较小幅度的减小,但随着添加量的加大,摩擦系数与磨损率不断加大. NBR/Fe3O4复合材料在纳米粒子含量10%左右时具有较好的表面结构,且纳米Fe3O4粒子在复合材料中分布较为均匀.

高速烟支质量检测装置中陶瓷涂层/浸树脂石墨 摩擦副材料的选择研究
伍俏平, 邓朝晖, 鲁方霞
2010, 30(2):135-139.
[摘要](1476) [PDF 2924KB](1496)
摘要:
热喷涂陶瓷涂层具有良好的抗高温、抗磨损、抗腐蚀等优良性能,在许多工程领域中得到应用。本文根据烟草机械高速烟支质量检测装置中陶瓷涂层的实际工作情况,对比分析了Al2O3-40%TiO2、Al2O3-20%TiO2、WC-12%Co和Cr2O34种涂层材料与浸树脂石墨作为摩擦配副材料时的磨损性能,并根据耐磨性好的原则对涂层材料进行选择,以达到减少零件失效、降低维修费用的目的。结果表明:在相同条件下,涂层材料磨损率由大到小分别为Al2O3-40%TiO2、 Al2O3-20%TiO2、WC-12%Co和Cr2O3,其中Cr2O3涂层的耐磨性最好。陶瓷涂层材料的主要磨损机理为黏着磨损、脆性剥落和磨粒磨损。

油溶性羧酸镧的合成及其摩擦学性能研究
王正, 胡丽天
2010, 30(2):140-144.
[摘要](1281) [PDF 2607KB](1528)
摘要:
合成了1种不含硫磷的新型稀土化合物,该化合物在液体石蜡中具有较好的溶解性。热重分析(TGA)表明该化合物热稳定性较好。采用四球摩擦磨损试验机考察了其作为添加剂在液体石蜡中的减摩抗磨性能,结果表明当添加剂的含量为3.0%(w/w)时,与商业化的ZDDP相比具有更好的减摩抗磨效果。当与一定量的有机配体进行复配后,其性能可得到进一步提升。采用X射线光电子能谱(XPS)对磨斑表面进行了分析,结果发现La以羧酸镧和单质镧的形成存在,表明添加剂与金属表面发生了摩擦化学反应。俄歇电子能谱(AES)对元素的深度分布情况表明La向金属基体发生了渗透。含有羧酸镧的吸附膜和含有单质镧、羧酸亚铁的反应膜共同构成了高性能的边界润滑膜。

纳米铜作为N32润滑油添加剂的摩擦学性能研究
何强, 刘宏昭, 叶军
2010, 30(2):145-149.
[摘要](1650) [PDF 2766KB](1574)
摘要:
本文借助电子扫描透镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)对油溶性纳米铜颗粒进行物相分析,通过四球试验机钢-钢摩擦副确定纳米铜颗粒作为N32润滑油添加剂的最佳添加量,并比较含有纳米铜最佳添加量的N32基础油和纯N32基础油润滑条件下电主轴的噪声、振动速度有效值和温升值。结果表明:纳米铜添加质量分数为0.5%时,摩擦系数和磨斑直径最小,且电主轴产生的噪音、振动速度有效值和温升值低于同一转速下使用纯N32基础油的结果。

纳米TiAIN涂层硬质合金刀具高速铣削AerMet100钢的磨损机理
李广旭, 刘强, 李刘合
2010, 30(2):150-156.
[摘要](1714) [PDF 4132KB](1639)
摘要:
采用纳米TiAIN结构涂层硬质合金刀具对新型难加工材料AerMet100钢进行高速铣削试验,并对实验获得的数据从刀具磨破损形态及其磨损机理2方面进行系统地分析和研究。研究表明纳米TiAIN结构涂层硬质合金刀具在高速面铣削AerMet100钢时磨损破损形式主要为前刀面磨损、后刀面磨损、涂层材料的破损、微崩刃、边界沟槽磨损,贝壳状崩落;磨损机理主要是磨粒磨损、粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损。此外,研究发现,高速铣削AerMet100钢时,由于工件材料中的Co含量较高,刀具中的Co元素不但没有扩散流失,反而增加。

乏油对纯滑动粗糙表面点接触热弹流润滑的影响
王静, 杨沛然, 兼田桢宏
2010, 30(2):157-162.
[摘要](1963) [PDF 3306KB](1056)
摘要:
本文求解了纯滑动点接触热弹性流体动力润滑问题。分析中假设运动表面为光滑表面,静止表面在接触中心有1个垂直于卷吸速度方向的横向突起。将计算域划为乏油区、压力区和气穴区3个子区,乏油区和气穴区的压力计算算法一致,但是温度的计算方法不同。研究结果显示:在乏油工况下,油膜中压力和温度均在入口处新月形液面处开始建立,入口区乏油程度的增加会导致油膜中压力分布趋近于干接触状态,油膜中平均温度得以提高,最大压力和温度均出现在赫兹接触圆两侧的宏观马蹄形区域。同全膜润滑相比,油膜厚度被明显降低,并且随着乏油程度的增加,静止表面的突起逐渐被压平。

载流条件下碳纤维细编穿刺织物增强铜复合材料摩擦磨损性能研究
高 媛, 胡锐, 李金山, 寇宏超, 张永振, 铁喜顺, 杜三明
2010, 30(2):163-167.
[摘要](1264) [PDF 3024KB](1385)
摘要:
本文采用低压辅助熔渗法制备碳纤维细编穿刺织物增强铜(3D-Cf/Cu)复合材料,研究了载流条件下该复合材料的摩擦磨损特性。结果表明:载流条件下,由于电弧的作用,3D-Cf/Cu复合材料表面产生氧化磨损;载荷和速度一定时,随着电流的增大,3D-Cf/Cu复合材料的摩擦系数逐渐降低,磨损率逐渐增大。相同实验条件下,3D-Cf/Cu复合材料的摩擦磨损性能优于纯Cu。

行波型超声波电机摩擦特性的实验研究
王文浩, 郭吉丰, 金龙, 曲建俊, 王光庆
2010, 30(2):168-173.
[摘要](1486) [PDF 3335KB](1474)
摘要:
超声波电机是通过逆压电效应产生高频振动并通过摩擦实现驱动的电机,其定转子摩擦接触面的高频、微幅的行波振动有其特殊性,跟以往的摩擦接触显著不同,并对电机的换能效率、电机寿命和摩擦材料的选择等都有影响。本文建立了超声波电机定转子接触面摩擦系数测量装置,通过试验比较了摩擦接触面在常规、定子驻波振动以及行波振动下的动态摩擦系数,分析了定子相对转速(速度)、预紧力以及温度对定转子接触面摩擦系数的影响。根据摩擦二项式和电机定转子表面弹塑性接触状态对摩擦系数与预紧力等的对应关系进行了说明,分析了驻波振动和行波振动的超声减摩效果以及温度对摩擦系数的影响,确定了适合行波型超声波电机的摩擦系数计算模型。超声波电机的驱动摩擦特性是1项基础性工作,有助于行波形超声波电机设计、建模和驱动控制等。

MoSi2高温磨损行为的配副特性研究
张厚安, 古思勇, 严迪科, 时存
2010, 30(2):174-178.
[摘要](1747) [PDF 2955KB](1484)
摘要:
在XP-5型高温摩擦磨损试验机上考察了MoSi2与Al2O3、SiC和Si3N4配对副在1000℃大气环境不同滑动速率下的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了试样的磨损表面和相组成。结果表明:随着滑动速率的增加,摩擦系数和MoSi2的磨损率均呈下降的趋势;SiC为更适合于MoSi2的高温配对副材料。与Al2O3配对时,MoSi2的磨损机理主要表现为黏着和氧化;而与SiC和Si3N4配对时,MoSi2的磨损机理为研磨、轻微氧化和点蚀。

车辆手动变速箱油的摩擦学性能研究
水琳, 李万英, 薛群基
2010, 30(2):179-183.
[摘要](1567) [PDF 3038KB](1629)
摘要:
根据手动变速箱油(MTF)的物理化学特性和手动变速箱的工作特点,研制了手动变速箱油,通过SRV-IV往复摩擦试验机比较了市售的国外品牌的手动变速箱油的摩擦性能,并利用三维非接触表面轮廓仪观察了磨斑表面的磨痕变化。结果发现,研制的手动变速箱油在保持物理化学特性的基础上,在不同温度条件下,摩擦学性能优于进口手动变速箱油;同时发现,MTF比GL-4更适合用于手动变速箱的润滑。

活塞二阶运动及活塞裙部摩擦的瞬态分析
张执南, 张效翔, 李响, 谢友柏
2010, 30(2):184-189.
[摘要](1463) [PDF 3414KB](1787)
摘要:
为分析不同工况下内燃机活塞-缸套系统的摩擦学和动力学行为,本文从内燃机系统动力学分析入手,结合流体润滑方程,建立了考虑系统变惯量影响的活塞二阶运动与摩擦学行为的瞬态分析模型.以某型号单缸机为例,计算和比较了整个启动过程中曲轴转速、二阶运动及摩擦功耗的变化;对比分析了启动时第一周期与稳定运行时某一周期内活塞二阶运动和活塞裙部摩擦学行为的差别.结果表明:该模型可应用于内燃机动力学和摩擦学行为的稳态及瞬态分析.

电磁流变效应微磨头抛光加工电磁协同作用机理
路家斌, 阎秋生, 田虹, 高伟强
2010, 30(2):190-196.
[摘要](1479) [PDF 3944KB](1379)
摘要:
将磨料混入以Fe3O4为分散粒子的电磁流变液作为抛光液,在电磁场耦合作用下形成电磁流变效应微磨头对玻璃材料进行抛光加工试验,通过考察不同电磁场耦合条件下玻璃材料的去除量,揭示了电磁流变效应微磨头抛光规律,建立了分散粒子的力学模型,深入研究了电磁流变效应微磨头抛光的电磁协同作用机理。结果表明:励磁电压为5 V、电场电压3 kV时,电磁流变效应微磨头材料去除量达到电流变效应微磨头的1.74倍和磁流变效应微磨头的5.71倍,产生了显著的电磁流变协同效应;电磁流变液分散粒子所受的电场力、磁场力和洛伦兹力产生的自旋力偶的综合作用决定了电磁流变效应微磨头链串的稳定性及其加工性能,在适当的电场和磁场耦合状态下能获得良好的电磁流变协同效应。

振动摩擦机理及其非线性动力学特性
滕云楠, 曾庆辉, 姚红良, 闻邦椿
2010, 30(2):197-202.
[摘要](1708) [PDF 3230KB](1591)
摘要:
揭示了振动工况下散体物料的振动摩擦机理,给出了振动参数与土壤内摩擦力的关系曲线,并用数值试验方法模拟了复杂的振动摩擦压实过程,分别给出了振频和振幅对土壤孔隙比和轴向应力均值的关系曲线,验证了振动压实减摩机理的正确性。结果表明:松散物料在振动工况下,其颗粒间的摩擦力由静摩擦力转变为动摩擦力,随着振频和振幅的增加,摩擦阻力减小,从而土的内摩擦力减小,并且存在最优的振动强度使土壤在振动压实过程中的内摩擦力最小。建立了基于振动压路机的振动摩擦系统非线性动力学模型,利用渐进法得到了振动压实过程的共振响应和非共振响应。

固液润湿性对流体动压润滑薄膜的影响
杨淑燕, 郭峰, 马 冲, 王海峰
2010, 30(2):203-208.
[摘要](2042) [PDF 3180KB](1634)
摘要:
利用自行开发的微型面接触润滑油膜测量系统,研究了固液润湿性对流体动压润滑油膜厚度的影响.试验中以静止的微型滑块平面和旋转的光学透明圆盘平面形成润滑副.固液的润湿性通过接触角判定,不同材料的微滑块平面和润滑液体形成不同的界面.在保持载荷和面接触楔形角不变的条件下对油膜厚度-速度关系进行了测量.结果表明:对于固液润湿性强的界面,形成的油膜厚度与经典润滑理论有较好的一致性;当固液润湿性明显降低时,测量得到的油膜厚度减小.对于试验中观察到的界面效应,应用界面滑移理论进行了初步分析.

纳米AlOOH及纳米Fe3O4粒子在液体石蜡中 的摩擦学性能研究
宣瑜, 刘颖, 赵修臣, 程荆卫, 李亚军, 李江国
2010, 30(2):209-216.
[摘要](1869) [PDF 4750KB](1721)
摘要:
采用四球摩擦磨损试验机对表面修饰的纳米AlOOH粒子及纳米Fe3O4粒子在液体石蜡中的摩擦学性能进行了对比研究。结果表明:这2种纳米粒子均能提高液体石蜡的减摩耐磨性能和PB值,纳米AlOOH粒子因具有层状结构,表现出更好的减摩耐磨性能,随着纳米粒子粒径的增大,其减摩耐磨的最佳浓度出现升高的趋势。对磨斑表面的SEM、AFM和XPS分析结果表明,纳米粒子能沉积在摩擦副表面,减少摩擦副表面微凸体的直接接触,从而减少微凸体之间的犁削和黏着。

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