2012年32卷2期

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几种磷氮极压抗磨添加剂在聚乙二醇中的摩擦学研究
卜军敏, 晏金灿, 白雪峰, 任天辉, 赵屹东
2012, 32(2):113-118.
[摘要](1755) [PDF 784KB](1752)
摘要:
以十二胺和十八胺、磷酸二甲酯和磷酸二丁酯为原料合成系列磷酸酰胺类P-N型极压抗磨添加剂,用四球摩擦磨损评价了其添加到聚乙二醇(PEG-400)中的摩擦学性能,并用X射线吸收精细结构光谱(XANES)对所形成的摩擦膜进行了表面分析,初步探讨了该类添加剂的摩擦化学作用机理.摩擦学性能评价结果表明:所合成的P-N型添加剂添加于聚乙二醇(P-EG)润滑液中都具有良好的摩擦学性能,其中烷基链较短的PN1表现出优异的抗磨和耐极压特性.XANES分析结果显示:该类P-N型添加剂在PEG润滑液生成的摩擦膜主要有吸附层和反应层组成,在反应层中,磷元素主要以磷酸盐和聚磷酸盐形式存在.

油润滑条件下FeBSiNb非晶涂层磨损性能研究
程江波, 梁秀兵, 王泽华, 徐滨士
2012, 32(2):119-125.
[摘要](1476) [PDF 1186KB](1494)
摘要:
基于机器人自动化高速电弧喷涂技术在45#钢基体上制备了FeBSiNb非晶涂层.研究了非晶涂层在油润滑条件下磨损时间、线速度和载荷对涂层的磨损行为.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDAX)和X射线衍射仪(XRD)等仪器对涂层的组织结构进行了表征,利用纳米压痕仪对涂层的微观力学性能进行了分析.结果表明:涂层具有非晶态结构,组织均匀,层状结构紧凑,具有较低的孔隙率(1.4%)和较高的显微硬度(16.42 GPa).随着磨损速度升高,载荷增加,涂层的磨损率也随之增加.FeBSiNb非晶涂层具有良好的耐磨性,同一磨损条件下,其相对耐磨性为3Cr13涂层的6倍.FeBSiNb非晶涂层的磨损机制主要为脆性疲劳剥落.

激光加工微凹坑轴表面对唇形密封泵吸及摩擦特性的影响
董慧芳, 刘焜, 王伟, 刘小君
2012, 32(2):126-132.
[摘要](1536) [PDF 1130KB](1465)
摘要:
为了研究轴表面形貌对径向唇形密封泵吸作用及摩擦特性的影响,利用Nd:YAG固体脉冲激光对旋转轴表面进行微凹坑织构化处理,在油封密封试验机上,针对不同转速、不同表面形貌等工况,完成了一系列对比试验,获取了试验过程中的泵吸量、摩擦力以及密封圈温升等参数.并通过扫描电镜对试验后各密封唇表面进行了分析.结果表明:三角形微凹坑顶点朝向油液侧的表面能够增强泵吸作用,且转速对泵吸率影响很大,而其他形状和参数的微凹坑表面不利于泵吸作用的产生;与未织构面相比,圆形凹坑面积占有率为7%和21%的表面具有良好的减摩效果,三角形凹坑顶点沿周向的两表面间减摩效果较好.

微弧氧化一步制备石墨-PTFE共添加的自润滑膜层
霍晓迪, 王青, 梁军, 张凯, 穆明
2012, 32(2):133-138.
[摘要](1671) [PDF 971KB](1866)
摘要:
在Na2SiO3-KOH基础电解液中添加不同的固体润滑微粒,利用微弧氧化技术在LY12铝合金上制备了含有固体润滑剂的微弧氧化膜层.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了未添加、添加聚四氟乙烯(PTFE)和石墨-PTFE共添加微弧氧化膜层的组成和微结构.采用往复球-盘试验机评价了膜层的摩擦学性能.结果表明:加入到电解液中的固体润滑剂在微弧氧化过程中成功进入到膜层中,从而得到含有固体润滑剂的复合膜层.添加PTFE的微弧氧化膜层相较于未添加的膜层具有更小的摩擦系数,而石墨-PTFE共添加能够进一步降低膜层的摩擦系数.

润滑薄油膜承载力的测量
李霞, 郭峰, 杨淑燕
2012, 32(2):139-143.
[摘要](1822) [PDF 653KB](1876)
摘要:
利用面接触润滑油膜测量系统研究了固定倾角滑块轴承承载力问题.在滑块倾角和载荷固定不变的条件下测得油膜厚度与速度的关系,经过参数转换,得到无量纲承载量曲线.这不同于传统方法中在不同收敛比下对油膜压力的直接测量.结果表明:在薄油膜条件下实际承载量曲线和理论曲线表现了相同的变化趋势;实测值小于理论值;理论认为无量纲承载量唯一由收敛比决定,而实验结果表明无量纲承载量曲线受滑块倾角、载荷和润滑油性质的影响.

钢纤维对陶瓷基摩擦材料摩擦学性能的影响
王发辉, 刘莹
2012, 32(2):144-149.
[摘要](1458) [PDF 1255KB](1682)
摘要:
以钢纤维为增强材料,采用氮气保护烧结方法制备出了钢纤维增强陶瓷基摩擦材料,用XD-MSM型定速摩擦磨损试验机对比研究了不同钢纤维含量对陶瓷基摩擦材料的热衰退性能、恢复性能以及磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察磨损表面形貌,并探讨了其磨损机理.研究结果表明:钢纤维的添加量(质量百分数)为24%时,钢纤维同陶瓷基体界面结合良好,陶瓷基摩擦材料的耐磨性能有所提高,热衰退率仅为5.8%,恢复率达到了107.8%,表明此配方陶瓷基摩擦材料具有较高的抗热衰退性能和恢复性能;钢纤维的含量影响陶瓷基摩擦材料的磨损形式,当含钢纤维含量较少时,陶瓷基摩擦材料以脆性脱落和疲劳磨损混合磨损形式为主;而随添加钢纤维含量的增多,其磨损形式转变为磨粒磨损;钢纤维过量加入时,则主要磨损形式为脆性脱落和疲劳磨损,并伴有黏着磨损.

规则多孔铜基自润滑材料的干摩擦磨损性能
申芳华, 李再久, 杨天武, 金青林, 蒋业华, 周荣
2012, 32(2):150-156.
[摘要](1809) [PDF 1617KB](1770)
摘要:
采用液态金属浸渗法制备了以规则多孔铜为基体,纯铅为润滑相的新型自润滑材料,利用MMU-5G高温端面摩擦磨损试验机测试了新型自润滑材料在不同载荷下的摩擦系数与磨损率,并借助SEM、EDS、XRD等表征手段分析了新型自润滑材料试样在不同载荷下的摩擦磨损机理.结果表明:新型自润滑材料的整体摩擦磨损性能优于同等铅含量的铸造铜铅合金;新型自润滑材料在载荷大于200 N时,摩擦系数小于0.08,磨损率仅为铸造铜铅合金的1/10~1/5;增大铅含量,能够进一步降低摩擦系数;随着试验载荷的增加,磨损机制从磨粒磨损转变为塑性变形和粘附作用.

往复滑动摩擦副的消振减磨研究及其机理分析
申龙章, 樊瑜瑾
2012, 32(2):157-164.
[摘要](1840) [PDF 1012KB](2043)
摘要:
应用惠更斯原理设计了球-块主动消振式往复滑动摩擦磨损试验机,摩擦副运行过程无系统冲击,通过对比试验得出消振装置能有效消除往复滑动过程中两表面微凸体冲击所形成的摩擦振动,从而使得往复滑动过程中的磨损量和切削磨粒得以减少.从摩擦热力学的角度认为摩擦功可通过外界施加信号主动转换为热能,并分析了摩擦振动与其他磨损影响因素的相关性.

水溶性纳米铜的制备及其摩擦学性能研究
许耀华, 杨广彬, 张晟卯, 张平余, 张治军
2012, 32(2):165-170.
[摘要](1550) [PDF 1361KB](2314)
摘要:
以氨基功能化羟基硅酸镁为修饰剂,采用原位表面修饰方法制备了水溶性Cu纳米微粒.利用透射电子显微镜观察了水溶性Cu纳米微粒的形貌,利用导热系数测定仪测定了水溶性纳米Cu分散液的导热系数,并通过SRV往复摩擦磨损试验机(球-盘接触方式)考察了水溶性Cu纳米微粒作为水基添加剂的摩擦学性能.结果表明:水溶性纳米Cu微粒作为水基添加剂能够显著减小钢-钢摩擦副的摩擦系数和磨损率,提高纯水的承载能力;在合适的浓度下,水溶性纳米Cu微粒可使纯水导热系数提高近10%.

等温淬火球墨铸铁的滚动接触磨损性能研究
曾东方, 鲁连涛, 张继旺, 王文健, 朱旻昊, 徐志富
2012, 32(2):171-175.
[摘要](1474) [PDF 1012KB](1473)
摘要:
将2种等温淬火球墨铸铁(Austempered Ductile Iron, ADI)和合金钢车轮材料分别与合金钢钢轨材料匹配,研究各摩擦副的滚动接触磨损性能.结果表明:与合金钢车轮材料相比,2种ADI材料的磨损性能均有大幅度的改善.硬度低、石墨球直径小且密度大的ADI材料自润滑效果好,相对应的摩擦副抗磨损性能最好;硬度高、石墨球直径大且密度小的ADI材料自润滑效果较差,相对应的摩擦副抗磨损性能居中;合金钢车轮材料不具备自润滑能力,相对应的摩擦副抗磨损性能最差.

颗粒增强铁基复合材料的三体磨料磨损性能
郑开宏, 高义民, 陈亮, 赵散梅, 李林, 王娟
2012, 32(2):176-182.
[摘要](1238) [PDF 1488KB](2509)
摘要:
采用普通铸渗工艺制备了具有蜂窝型陶瓷芯板的WC颗粒增强高铬铸铁基复合材料,陶瓷芯板厚度达到15~20 mm.通过金相显微镜、XRD等分析手段研究了复合材料界面结构及物相组成,由于WC颗粒边缘与高温铁水发生溶解扩散反应形成过渡层,使得基体与增强颗粒之间形成了良好的冶金结合.利用三体磨料磨损试验机测试了带有蜂窝孔复合材料的磨损性能,结果表明:磨损过程中,复合材料体积磨损量随着磨损过程的进行逐渐减少;复合材料的三体磨损性能与热处理态高铬铸铁标样相比有较为明显的提高,热处理态与铸态复合材料的耐磨性相差不大.

羟基硅酸镁复合粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的抗磨自修复机理
朱公志, 高玉周, 刘世永, 张会臣
2012, 32(2):183-188.
[摘要](1336) [PDF 964KB](2262)
摘要:
以羟基硅酸镁复合矿物粉体作为润滑油添加剂,采用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了45#钢摩擦副的减摩抗磨性能;采用扫描电子显微镜观察了钢环磨损表面和润滑油所含添加剂颗粒的形貌,采用能谱仪分析了钢环磨损表面成份,采用表面形貌仪测定了钢环磨损表面粗糙度,进而探讨了复合矿物粉体添加剂的抗磨自修复机理.结果表明:羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂对钢-钢摩擦副具有良好的减摩抗磨作用.在基础油(46#机油)润滑条件下,随着载荷的增加,磨损机制由轻微擦伤转变为严重擦伤和黏着磨损.在含添加剂的油润滑条件下,较低载荷下钢环磨损表面发生轻微擦伤,且擦伤程度比基础油润滑下的更轻;而在较高载荷条件下钢环磨损表面非常光滑,呈现轻微的黏着磨损迹象.其原因在于在较低载荷条件下,添加剂在摩擦过程中可发生团聚形成大小不一的球状团聚体,球状团聚体可起到微球轴承的作用,使钢-钢摩擦副由滑动接触状态转变为滚动接触状态,从而显著降低摩擦系数,提高抗磨性能.而在较高载荷下,羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂易在钢-钢摩擦副磨损表面形成自修复抗磨层,从而隔离金属表面的直接接触,起到良好的减摩抗磨作用.

酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究
朱立业, 陈立功, 陈国需, 谷科城, 向硕
2012, 32(2):189-194.
[摘要](1445) [PDF 1086KB](1629)
摘要:
合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体;研究了其物化性质及热稳定性;通过与非功能化的烷基咪唑离子液体对比,在SRV摩擦磨损试验机上研究了常温及高温条件下酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能;用SEM和XPS对磨斑表面进行了分析.结果表明:酯基功能化离子液体具有很高的热稳定性;酯基团的引入使得离子液体的黏度有所增加,导致其在较低载荷下的减摩性能降低,但引入的酯基官能团增强了离子液体对金属表面的化学吸附力,使其抗磨性能显著提高,在高载荷下离子液体分解所产生的活性元素氟与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应,生成以氟化亚铁和氧化铁为主体的边界润滑膜,从而降低了摩擦和磨损.同时发现含有TF2N-阴离子的功能化离子液体较含有BF-4阴离子的功能化离子液体具有更好的抗磨性能;含有较长N-烷基链的功能化离子液体的抗磨减摩性能较好.

聚脲涂层的冲蚀磨损机理研究
钟萍, 李健
2012, 32(2):195-198.
[摘要](1407) [PDF 637KB](1829)
摘要:
采用高速含沙水射流冲蚀磨损试验机测试了聚脲涂层的冲蚀磨损性能,试验结果表明所制备聚脲涂层具有优异的耐冲蚀性能.根据Bitter的塑性材料冲蚀模型,应用Matlab程序进行拟合计算,探讨聚脲涂层在不同冲蚀角度和速度下的冲蚀规律,研究表明聚脲涂层在冲蚀角度30°时切削磨损量最大,而接近90°时变形磨损量最大.

聚合物基复合材料摩擦学改性研究新进展
何健, 李小红, 张治军
2012, 32(2):199-208.
[摘要](1777) [PDF 844KB](2431)
摘要:
总结了国内外近几十年来聚合物基复合材料摩擦学改性方面的研究新进展情况.通过介绍聚合物摩擦学改性方法包括聚合物共混改性、纤维增强改性,以及纳米材料改性和多元复合改性等,讨论了其对聚合物摩擦学性能的影响,分析了其摩擦磨损机理.分析认为功能性纳米材料及多元复合填料的协同效应能更加有效地改善聚合物基复合材料的摩擦磨损性能,并且在聚合物摩擦学改性方面起着越来越重要的作用.

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