2010年30卷5期

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低地球轨道环境中原子氧对空间润滑油的影响
王晓龙, 孙晓军, 高婷婷, 周峰, 刘维民
2010, 30(5):425-430.
[摘要](1806) [PDF 3443KB](1483)
摘要:
选择硅油(CPSO)、全氟聚醚油(Fomblin Z25)和硅碳氢油(SiCH) 3种典型的空间用润滑油,进行地面模拟原子氧暴露试验,考察了原子氧对这3种润滑油的质量、外观、分子量以及摩擦学性能的影响. 结果表明:原子氧辐照会导致润滑油质量损失、产生固体不溶物并导致润滑油分子量增大和分子量分布变宽。同时摩擦试验发现,原子氧辐照后润滑油的摩擦系数变得不稳定,有突然增大的现象.3种润滑油原子氧暴露试验结果综合分析表明Fomblin Z25较容易受原子氧影响,CPSO次之,SiCH油表现最佳.

润滑状态下球-盘点接触摩擦副的低速轻载滑滚特性研究
段俊杰, 张德坤
2010, 30(5):431-436.
[摘要](1626) [PDF 2988KB](1654)
摘要:
选用镀Cr膜的玻璃盘和GCr15球作为摩擦副,在NGY-6纳米润滑膜测量仪上开展球-盘点接触摩擦副在润滑状态下的低速轻载滑滚特性试验,研究不同接触应力、钢球转速、滑滚比等参数对摩擦副的摩擦系数及对应油膜厚度的影响规律。结果表明:当接触应力和钢球转速一定时,摩擦系数随滑滚比的增大逐渐增加后达到稳定状态,当滑滚比较大时,滑滚比的变化对油膜厚度几乎没有影响;当滑滚比一定时,摩擦系数随接触应力的增大逐渐增大,随钢球转速的增大逐渐减小,油膜厚度随接触应力的增大逐渐减小,随钢球转速的增大逐渐增大。摩擦副在弹流润滑状态下,摩擦系数的增加幅度随接触应力的变化较小,而在薄膜润滑状态下,其增加幅度变大。摩擦副在薄膜润滑状态下,当滑滚比在0.1~0.5变化时,摩擦系数和油膜厚度基本处于稳定状态。

多烷基环戊烷/有机硅烷双层膜的制备及摩擦学性能研究
王莹, 王立平, 薛群基
2010, 30(5):437-442.
[摘要](1407) [PDF 3298KB](1551)
摘要:
分别在羟基化硅片表面制备了多烷基环戊烷单组分润滑膜(MACs)、(3-胺丙基)三乙氧基硅烷自组装膜(APS-SAMs)和多烷基环戊烷/(3-胺丙基)三乙氧基硅烷双层润滑膜(MACs-APS),对比研究了不同润滑防护涂层的摩擦磨损性能。结果表明:在载荷0.1N、频率1Hz下,与APS-SAMs和MACs单组分膜相比,MACs-APS双层膜在保持较低摩擦系数的基础上,其耐磨性能显著提高,在失效前未发生明显磨损。在所制备的这种双层润滑薄膜体系中,流动性较好的MACs分子镶嵌在固定相APS-SAMs的网络中,因而产生较好的复合摩擦学性能。

基于声发射技术对螺栓连接结构微动磨损影响因素的研究
卢 萍, 王 宁, 陶俊林, 刘信恩
2010, 30(5):443-447.
[摘要](1494) [PDF 2814KB](1593)
摘要:
根据微动理论,运用声发射技术分别从预紧扭矩、激励加速度及频率3方面对螺栓连接结构的微动磨损影响因素进行了研究.结果表明:可以运用声发射技术来表征螺栓连接结构的微动磨损程度;预紧扭矩是影响螺栓连接结构微动磨损的主要因素;激励加速度对磨损程度的影响取决于螺栓连接状态;激励频率的影响尚需借助于其他手段做进一步研究。

涂层厚度对喷涂层疲劳磨损寿命影响的实验研究
朴钟宇, 徐滨士, 王海斗, 濮春欢
2010, 30(5):448-452.
[摘要](1298) [PDF 2762KB](1434)
摘要:
采用等离子喷涂制备了不同厚度的铁基涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)表征了涂层内部和结合界面处的微观结构,采用球盘式疲劳磨损试验机分别考察了不同厚度涂层的疲劳磨损行为,采用Weibull分布分析并对比了涂层的疲劳磨损寿命。结果表明:适当地增加喷涂层的厚度可以避免整层分层失效的发生,而从在整体上提升涂层的疲劳磨损寿命。采用有限元分析(FEM)研究了涂层内部的应力分布,发现厚涂层界面剪切应力值不足薄涂层界面剪切应力的二分之一,可见显著降低界面剪切应力是较厚涂层拥有更好疲劳性能的主因。

Schiff碱铜(Ⅱ)配合物改性超高分子量聚乙烯的 低速滑动摩擦研究
吴 莉, 高新蕾, 高万振
2010, 30(5):453-460.
[摘要](1313) [PDF 4467KB](1446)
摘要:
采用微摩擦试验机,在干摩擦和植物油润滑条件下分别考察了法向载荷、滑动速度和试验持续时间对含质量分数5%、10%及15%乙二胺缩水杨醛西佛碱(Schiff碱)铜(Ⅱ)配合物的改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)与铬钢(100Cr6)配副在50~1600μm/s滑动速度范围的摩擦系数的影响,并与纯UHMWPE进行了对比。结果表明:在低速滑动条件下,含质量分数5%~15% 乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜(Ⅱ) 配合物的改性UHMWPE在植物油润滑或干摩擦时的摩擦系数与法向载荷无关,摩擦系数明显小于纯UHMWPE,尤其是在干摩擦时的摩擦系数均较纯UHMWPE降低29%;当改性UHMWPE中乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜(Ⅱ) 配合物含量足够大(如15%)时,可减小植物油润滑时的滑动速度对摩擦系数的影响;而含5%~15%乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜(Ⅱ) 配合物的改性UHMWPE在干摩擦时的摩擦系数基本与滑动速度、试验持续时间无关。乙二胺缩水杨醛Schiff碱铜(Ⅱ) 配合物改性的UHMWPE在干摩擦条件下稳定的低速滑动摩擦特性,符合纳米定位对摩擦副材料所期望的性能。

三元乙丙密封材料不同工况下的摩擦性能
刘莹, 陈垚, 高志, 刘向锋
2010, 30(5):461-465.
[摘要](1466) [PDF 2757KB](2216)
摘要:
采用SRV摩擦磨损试验机对用于核主泵副密封的三元乙丙橡胶材料与具有DLC涂层的钢配偶件进行摩擦性能试验,获得该橡胶密封材料的摩擦系数随润滑状态、载荷、温度和相对滑动速度等的变化规律,并通过摩擦表面的形貌分析揭示了其摩擦机理,可为核主泵机械密封性能分析及副密封选材提供依据。

引入特征粗糙度参数的Stribeck曲线试验研究
马晨波, 朱华, 陆斌斌, 江炜
2010, 30(5):466-471.
[摘要](1565) [PDF 3161KB](2094)
摘要:
为探讨表面粗糙度对Stribeck曲线的影响,对不同初始表面的不锈钢销试件与45#钢盘试件在浸油润滑条件下进行摩擦磨损试验,研究摩擦系数的变化规律。结果表明:摩擦副表面越粗糙,对应Stribeck曲线上混合润滑区域面积越大,曲线斜率越小,使得不同表面粗糙度下的摩擦系数试验模型不具有唯一性。因此,将由分形参数导出的能客观表征粗糙表面的“特征粗糙度”参数引入Stribeck 动压参数,从而提出新的动压参数。在新的动压参数下,具有不同表面粗糙度摩擦副的Stribeck曲线具有较好的一致性,继而可建立与粗糙度无关的摩擦系数试验模型。

Q235钢高能喷丸纳米化表面的摩擦磨损行为
刘阳, 吕晓仁, 刘刚, 李曙
2010, 30(5):472-478.
[摘要](1508) [PDF 3885KB](1679)
摘要:
利用球盘式试验机研究了高能喷丸、喷丸抛光及原始样品在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损行为。结果表明:高能喷丸使Q235钢表面纳米化的同时在表面产生大量凹坑,干摩擦下高能喷丸及其抛光样品的磨损量均大于原始样品;由于表面凹坑的储油作用,在液体石蜡润滑下高能喷丸样品的磨损量小于原始样品, 3种样品的摩擦系数均接近0.1;当液体石蜡中加入ZDDP后,由于纳米化表面的活性高,高能喷丸样品的耐磨性提高幅度更为显著,在35N载荷下是原始样品的1.63倍,是喷丸抛光样品的1.26倍。

铜-石墨材料摩擦学行为的研究
符 蓉, 高 飞, 宋宝韫, 王延辉
2010, 30(5):479-484.
[摘要](1545) [PDF 3298KB](1665)
摘要:
采用粉末冶金技术制备了铜-石墨烧结材料,通过定速摩擦试验机,研究了石墨含量与第三体形态的关系及对材料摩擦性能的影响。结果表明,石墨含量小于15%时,石墨对材料的孔隙度及摩擦温度影响明显,表现出材料的摩擦磨损性能与石墨含量密切相关,这归因于干摩擦条件下摩擦表面形成的含有石墨粒子的第三体对摩擦性能作用明显。石墨含量低,形成的第三体金属成分高,硬质金属的犁沟作用导致摩擦系数和磨损率较高。随石墨含量增加,第三体中的石墨含量增加,这导致第三体致密程度和粘着程度降低,松散易流动的第三体有利于降低犁沟程度,从而起到降低和稳定摩擦系数、减少磨损率的作用。

冷风切削对高速切削难加工材料刀具磨损的影响
苏宇, 何宁, 李亮
2010, 30(5):485-490.
[摘要](1573) [PDF 3362KB](1934)
摘要:
于复合制冷技术研制1种低温冷风/低温最小量润滑供给装置,使用TiAlN涂层硬质合金刀具进行干切削、最小量润滑 (MQL)、低温冷风及低温最小量润滑 (低温MQL)条件下镍基高温合金Inconel718的高速车削试验和淬硬钢AISI D2的高速铣削试验,通过扫描电镜 (SEM)和能谱分析 (EDS)观察分析硬质合金刀具的磨损形态、磨损机理,研究低温冷风和低温MQL对高速切削难加工材料刀具磨损的影响。结果表明:高速切削Inconel718和AISI D2时,刀具磨损机理主要为磨料磨损、黏结磨损和扩散磨损;低温冷风和低温MQL可有效降低高速切削时的切削温度,进而防止刀具软化,减小磨料磨损和与温度相关的黏结磨损、扩散磨损,因而可大幅度地提高刀具的使用寿命。

不同管径氧化钛纳米管层的微动磨损性能
罗荣, 冯波, 屈树新, 鲁雄, 陈建敏, 周仲荣
2010, 30(5):491-497.
[摘要](1267) [PDF 3985KB](1479)
摘要:
利用阳极氧化法在纯钛表面制备了3组平均内径不同的TiO2纳米管层试样,用扫描电子显微镜、硬度仪和轮廓仪对试样表面形貌、显微硬度、纳米硬度和粗糙度进行测试。在大气环境里,以球/平面接触方式,对摩偶件为超高分子聚乙烯球,采用PLINT高精度液压伺服式微动磨损试验机,分别在4个法向载荷下,对试样进行微动磨损试验。结果表明:随法向载荷的增加,同一摩擦副的摩擦系数降低;TiO2纳米管层的存在降低了钛与UHMWPE之间的摩擦系数,在不同载荷下纳米管层表面的摩擦系数均随管径的增大而增大,但低于无纳米管层的对照组;与UHMWPE对摩,TiO2纳米管层有很好的承载、抗剥离和耐磨性能;摩擦副的主要磨损机理为磨粒磨损、UHMWPE塑变导致的表层材料损失。

Ag/Ni多层膜对钛合金微动磨损和微动疲劳抗力的影响
刘道新, 王振亚, 张晓化, 刘国华, 唐宾
2010, 30(5):498-504.
[摘要](1438) [PDF 4375KB](1379)
摘要:
为了有效提高钛合金耐微动磨损和抗微动疲劳性能,且避免银脆隐患,在Ti811钛合金表面利用离子辅助磁控溅射沉积技术制备了不同调制周期的Ag/Ni金属多层膜,测试了多层膜的结构、结合强度、显微硬度和韧性,研究了不同调制周期的Ag/Ni多层膜对钛合金基材微动磨损和微动疲劳抗力的影响,并与纯Ag膜和纯Ni膜进行了对比。结果表明:离子辅助磁控溅射技术可以制备出致密度高、晶粒细致、结合强度高的Ag/Ni多层膜,多层膜的硬度随多层膜调制周期的减小而提高,调制周期小于100nm时呈现明显的超硬度现象。Ag/Ni多层膜具有良好的减摩润滑作用和抗疲劳性能,能够显著改善Ti811钛合金耐微动磨损和抗微动疲劳性能,改善效果随多层膜调质周期降低而增大。

磁头/盘界面超薄气膜挤压效应和动压效应研究
魏浩东, 敖宏瑞, 姜洪源
2010, 30(5):505-512.
[摘要](1571) [PDF 5741KB](1432)
摘要:
针对求解磁头/磁盘界面动态气膜力时出现的不易收敛和编程复杂的问题,本文提出了基于PDE工具求解气体润滑的瞬态和稳态雷诺方程的方法,计算了具有不同最小气膜厚度的Tri-pad正压型和Tri-pad负压型浮动块空气轴承在加载和卸载过程中的瞬态和稳态气膜压力分布,求解了作用面上的轴承力,并将2种状态下超薄气膜挤压效应和动压效应对轴承力的影响进行了对比.仿真结果表明,该方法具有足够的求解精度,且收敛速度快,为研究具有复杂磁头形貌特征的超薄气体润滑的动态特性提供了方便、准确的方法.

超声波电机用摩擦材料的研究进展
曲建俊, 王彦利
2010, 30(5):513-520.
[摘要](1576) [PDF 3936KB](1542)
摘要:
归纳并探讨超声波电机摩擦材料的基本要求与国内外研究进展。基于行波型超声波电机驱动特点及运行规律,从摩擦学、接触力学和材料学3个方面对超声波电机用摩擦材料的特殊要求进行探讨,初步得出超声波电机摩擦材料应具有优良的摩擦学、一定的接触变形和一定的结构特性3个方面的特殊要求。最后,针对超声波电机摩擦材料研究中存在的问题,提出一些超声波电机摩擦材料值得重视的研究方向,即建立更为完善的接触模型、研制针对多种环境下使用的多种系列摩擦材料、开发考察摩擦材料性能的专门试验设备与测试技术方法和寿命预测技术方法等。

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