2011年31卷5期

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HVOF制备的多峰WC-12Co涂层摩擦磨损特性
丁彰雄, 陈伟, 王群, 曹正黄
2011, 31(5):425-430.
[摘要](1901) [PDF 1322KB](1600)
摘要:
本文采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了2种多峰结构和1种亚微米结构WC-12Co涂层,并采用SEM、XRD等方法对3种涂层进行了显微组织、孔隙率、相结构及显微硬度分析;在进行涂层球盘摩擦磨损试验的基础上,探讨了多峰WC-12Co涂层的磨损机理.研究结果表明:由含30% 纳米WC-12Co的粉末制备的多峰涂层WC氧化脱碳程度最低,显微硬度最高;采用含50%纳米WC-12Co的粉末制备的多峰涂层孔隙率最低、耐磨损性能最为优良.

天然蛇纹石粉体润滑油添加剂的自修复性能及自修复层形成机理研究
高飞, 许一, 徐滨士, 张保森, 张博, 史佩京
2011, 31(5):431-438.
[摘要](1652) [PDF 1039KB](1933)
摘要:
采用RFT-III型往复摩擦磨损试验机(盘-块接触方式)考察了油酸表面修饰天然蛇纹石粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的自修复性能;采用显微硬度计测定了试块磨损表面硬度,采用扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱仪分析了试块磨损表面和截面的形貌、组成、典型元素的化学状态,探讨了天然蛇纹石粉体的自修复机理.结果表明:油酸表面修饰天然蛇纹石粉体作为润滑油添加剂可显著减小钢-钢摩擦副的摩擦系数和磨损率.这是由于其可经由摩擦化学作用而在磨损表面生成具有良好减摩抗磨性能的自修复层所致.自修复层由不同粒径的纳米颗粒密堆积而成,主要成份为Fe2O3和非晶石墨,并含有少量Fe、有机物碎片、含硅有机化合物、SiO2等.

高浓度过氧化氢中AlCoCrFeNiCu 的摩擦学性能研究
胡成平, 赵亚林, 王杰鹏, 段海涛, 寇宏超, 张铁邦, 李健
2011, 31(5):439-446.
[摘要](1793) [PDF 1598KB](1672)
摘要:
为研究AlCoCrFeNiCu高熵合金在强氧化的过氧化氢介质中的摩擦学性能,采用销盘磨损试验机测试了AlCoCrFeNiCu合金与3种工程陶瓷组成摩擦副在90%过氧化氢介质中的摩擦学性能,采用SEM、EDS、白光共焦显微镜等分析了磨损表面,并且探讨了高熵合金与3种陶瓷配副在高浓度过氧化氢中的磨损机理.结果表明:在高浓度过氧化氢中,AlCoCrFeNiCu合金与碳化硅和氮化硅陶瓷配副具有较低的摩擦系数和较小的磨损;AlCoCrFeNiCu/ZrO2摩擦副的主要磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损,同时伴随有氧化磨损;AlCoCrFeNiCu/SiC摩擦副和AlCoCrFeNiCu/Si3N4摩擦副的主要磨损机制为抛光型氧化磨损并伴随有轻微的三体磨粒磨损;AlCoCrFeNiCu/Si3N4摩擦副还伴随有边界润滑效应.

激光表面织构化对GCr15钢摩擦磨损性能的影响
胡天昌, 丁奇, 胡丽天
2011, 31(5):447-451.
[摘要](1845) [PDF 1212KB](1801)
摘要:
本文利用Nd:YAG固体脉冲激光对GCr15钢样品表面进行了微坑织构化处理,考察了激光表面织构参数对其摩擦性能的影响,同时通过扫描电镜等对磨斑表面进行了分析.结果表明:与光滑面试样相比,经织构化处理的样品表面在干摩擦条件下虽然摩擦系数较高,但表现出了较好的抗磨性能;在贫油润滑条件下,织构面的摩擦系数与磨损均明显小于光滑面;在低载低速下较小孔径织构面摩擦系数较小,随着速度及载荷的增大,较大孔径织构面表现出更好的摩擦学性能.采用Stribeck曲线探讨了织构化表面与光滑面在贫油润滑下的润滑机理,结果表明织构面在试验条件下均保持油膜流体润滑状态.

摩擦振动信号谐波小波包特征提取
李国宾, 任宗英, 王宏志, 魏海军
2011, 31(5):452-456.
[摘要](1752) [PDF 693KB](1774)
摘要:
在销-盘摩擦磨损试验机上进行了船用柴油机缸套-活塞环摩擦配副摩擦磨损试验,应用谐波小波包变换分析了不同磨损状态下的摩擦振动信号.结果表明:谐波小波包变换可提取微弱的摩擦振动特征.当磨损机制为轻微的黏着磨损时,摩擦振动信号的频谱以边频为主,没有明显的固有频率,平均幅值小;当磨损机制以磨粒磨损为主时,摩擦振动信号的频谱出现较大峰值的固有频率,但仍存在大量的边频,平均幅值变大;当磨损机制以疲劳磨损为主时,摩擦振动信号频谱的固有频率更加明显,边频显著减弱,平均幅值最大.因此,谐波小波包变换可实现微弱摩擦振动信号的特征提取.

动静压混合式气体密封的特性分析
李双喜, 张树强, 蔡纪宁, 张秋翔
2011, 31(5):457-466.
[摘要](1965) [PDF 989KB](1810)
摘要:
基于气体动压式和静压式密封原理,提出了新型的动静压混合式气体密封(简称混合式密封),介绍了该密封的工作原理.采用有限元法,利用Matlab数值软件,求解了混合式密封及动压式密封和静压式密封端面间气膜的Reynolds方程,得到气膜的压力分布,进而求得了密封的性能参数,如开启力、稳态刚度、泄漏率、摩擦功耗等.比较了不同端面结构的混合式密封与静压式和动压式密封的密封性能,并分析了混合式密封及静压式密封在失去气源情况下的密封性能.结果表明:与动压式密封相比,在同一气膜厚度下混合式密封获得的开启力更大,气膜厚度增加时仍具有较大的刚度;混合式密封可实现静压开启,动压运转;由于同时具有动压效应和静压效应,混合式密封工程应用范围更广;此外,混合式密封的特性参数可以通过在线调节阻封气压来改变.

温压成型和微波烧结TiC/316L 复合材料的摩擦磨损特性
蔺绍江, 熊惟皓, 黄玉柱, 王赛玉
2011, 31(5):467-472.
[摘要](1966) [PDF 1031KB](4205)
摘要:
为提高TiC/316L不锈钢复合材料的致密度和力学性能,采用温压成型和微波烧结复合方法制备了质量百分数为5%的TiC/316L复合材料.在MM-200型环块磨损试验机上研究了复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与传统粉末冶金法制备的复合材料耐磨性能进行了对比研究.结果表明:与传统粉末冶金法相比,在相同的烧结温度下,采用温压成型和微波烧结制备的TiC/316L复合材料虽然内部也存在一些孔隙,但组织比较均匀,烧结比较充分,复合材料的致密度和耐磨性均得以提高.随着温压压制压力的增加,复合材料的相对密度和耐磨性快速增加,但过高的压制压力不利于耐磨性的提高.摩擦磨损试验结果表明在压制压力为400 MPa时,复合材料的耐磨性较好.

接触表面不平度对摩擦尖叫噪声的影响
吕红明, 张立军, 余卓平
2011, 31(5):473-479.
[摘要](1584) [PDF 874KB](2130)
摘要:
针对摩擦尖叫的间歇性特点,建立了考虑摩擦接触表面不平度的3自由度摩擦自激振动机理模型.应用数值方法分析了接触表面不平度倾角对系统稳定性及瞬态动力学特性的影响,并进行了基于销-盘装置的摩擦尖叫噪声试验研究.结果表明:系统的稳定性主要取决于系统自身的耦合特性,但也与摩擦特性和接触表面不平度倾角的综合作用有关.当接触表面不平度倾角增大时,系统趋向不稳定,会激发尖叫噪声.

三氟乙基氯乙基磷酸酯的摩擦学行为研究
乔旦, 王海忠, 冯大鹏
2011, 31(5):480-484.
[摘要](1538) [PDF 768KB](1442)
摘要:
由氯乙醇,三氟乙醇和三氯氧磷合成了三氟乙基氯乙基磷酸酯(FPC),采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对其结构进行了表征;在微动摩擦磨损试验机(SRV)上评价了其作为酯类润滑油添加剂的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了摩擦表面的形貌及化学状态.结果表明:FPC作为添加剂对钢/钢摩擦副具有良好的极压抗磨性能;FPC在钢磨损表面形成了含有氟化物,氯化物及磷酸酯的混合边界润滑膜,从而有效地提高了润滑油的承载能力和抗磨性能.

双咪唑离子液体的合成及其高温摩擦学性能研究
姚美焕, 岳园园, 张一敏, 夏延秋, 周峰, 梁永民
2011, 31(5):485-491.
[摘要](2280) [PDF 1583KB](1577)
摘要:
合成了3种不同连接链的双咪唑离子液体;采用核磁共振谱仪表征了其结构,采用SRV-IV型摩擦磨损试验机评价了其在变温及250 ℃恒温下的摩擦学性能;并采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了磨斑表面形貌和主要元素的化学状态.结果显示:同变温摩擦磨损试验相比,恒温摩擦磨损试验能更为有效地体现不同双咪唑离子液体的高温摩擦学性能差异;与此同时,烷基链连接的双咪唑离子液体的减摩抗磨性能明显优于醚链连接的双咪唑离子液体,且缩短双咪唑离子液体的连接链长度有利于提高其摩擦学性能.

润滑油脂对钢丝微动磨损特性的影响
殷艳, 张德坤, 沈燕
2011, 31(5):492-497.
[摘要](1515) [PDF 990KB](1414)
摘要:
在自制的微动摩擦磨损试验机上,以矿用钢丝为研究对象,探讨润滑油脂对钢丝微动磨损特性的影响规律.结果表明:润滑油脂使钢丝微动运行区域中部分滑移区和混合区显著缩小,滑移区增大;摩擦系数和磨损量显著降低,跑合期延长;润滑油脂条件下,部分滑移区损伤轻微,环状区域较光滑,混合区和滑移区摩擦氧化减少,损伤以表面疲劳及磨粒磨损为主,磨痕表面较平滑,损伤程度明显小于干摩擦条件.

碳化物衍生碳涂层/氮化硅摩擦副在水润滑下的摩擦学性能
眭剑, 吕晋军
2011, 31(5):498-503.
[摘要](1903) [PDF 917KB](1679)
摘要:
基于SiC陶瓷在水润滑条件下可能出现因摩擦界面无水或过载引起的失效问题,考察了SiC陶瓷、碳化物衍生碳(CDC)涂层在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能.研究结果表明:CDC涂层在干摩擦和水润滑条件下均具有优异的摩擦学性能,可在摩擦界面无水或过载下正常工作;在水润滑条件下,CDC涂层在宽的载荷和滑动速度下具有优异的摩擦学性能.从微结构角度分析比较了CDC涂层与商品石墨的差异,并由此讨论了其摩擦学性能的差异.讨论了加工SiC陶瓷引起的表面织构对CDC涂层在水润滑条件下摩擦学性能的影响机制.

蛇纹石热处理产物作为润滑油添加剂的摩擦学性能
于鹤龙, 许一, 史佩京, 王红美, 魏敏, 徐滨士
2011, 31(5):504-509.
[摘要](2004) [PDF 1169KB](1470)
摘要:
考察了表面修饰蛇纹石超细粉体及其热处理产物作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能,研究了热处理温度对蛇纹石添加剂抗磨、减摩性能的影响,通过测量摩擦表面接触电阻,监测了摩擦化学反应膜的动态形成过程,利用扫描电镜、能谱仪等分析了摩擦表面形貌及元素分布.结果表明:蛇纹石粉体在摩擦表面释放氧原子,形成氧化物颗粒增强氧化膜,显著降低摩擦,改善液体石蜡的润滑性能.300~600 ℃的热处理在提高粉体活性的同时,保持蛇纹石的层状结构,增强其解理释氧和对摩擦表面的吸附能力,从而促进摩擦化学反应膜的形成,进一步改善蛇纹石的摩擦学性能.当热处理温度高于850 ℃后,蛇纹石粉体的层状结构被破坏,形成大量镁橄榄石和顽火辉石硬质相,加重磨损.

偏压及测试环境对离子束DLC膜摩擦学行为的影响
赵博通, 代伟, 柯培玲, 汪爱英
2011, 31(5):510-514.
[摘要](2337) [PDF 860KB](1670)
摘要:
采用线性阳极层离子束技术制备了类金刚石薄膜(DLC膜),研究了不同衬底负偏压和测试环境对DLC薄膜摩擦学性能的影响.结果表明:在-50V偏压下,薄膜硬度和弹性模量最大,这主要与薄膜中高的sp3含量相关;衬底负偏压对薄膜在室温大气条件下的摩擦学性能影响不显著,薄膜总体呈现较低的摩擦系数和磨损率,显示出优异的抗磨损性能;线性离子束制备的含氢DLC薄膜的摩擦学行为受湿度及环境气氛影响较大,归因于环境中的氧气和水分造成的摩擦化学反应.

丁氧基二硫代碳酸-S-乙酸酯类化合物的合成、表征和摩擦学性能初步研究
赵鸿斌, 彭文龙, 刘仁德, 张志刚, 邓碧云, 王励申, 谭援强
2011, 31(5):515-520.
[摘要](1374) [PDF 736KB](1339)
摘要:
合成了3个丁氧基二硫代碳酸-S-乙酸酯新型化合物,采用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱、紫外光谱、质谱和元素分析对添加剂分子结构进行了表征.同时采用热失重分析(TGA)对其热稳定性进行了评价,利用四球摩擦磨损试验机考察了其在液体石蜡中的摩擦学行为,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了钢球的磨损表面形态.结果表明:3种添加剂具有比ZDDP更好的抗磨性能和承载能力;其良好的抗磨和极压性能归因于含添加剂的液体石蜡在摩擦过程中发生摩擦化学反应,并生成了主要由FeSO4、FeS2及铁的氧化物等组成的边界膜.

流体喷射条件下金属材料冲刷腐蚀的研究进展
蔡峰, 柳伟, 樊学华, 路民旭
2011, 31(5):521-527.
[摘要](2021) [PDF 716KB](1637)
摘要:
综述了流体喷射条件下冲刷腐蚀试验装置、冲刷腐蚀机理的研究进展,总结和分析了流速、固相颗粒、攻角等因素对冲刷腐蚀的影响,最后指出了流体喷射下金属材料冲刷腐蚀研究中存在的问题,并展望了流体喷射条件下金属材料冲刷腐蚀的研究方向.

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