2018年38卷3期

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弧齿锥齿轮摩擦系数与啮合效率研究
曹伟, 蒲伟, 王家序, 任思, 汪巨基, 肖科, 申曙光
2018, 38(3):247-255. doi: 10.16078/j.tribology.2018.03.001
[摘要](1454) [HTML全文] (403) [PDF 1062KB](49)
摘要:
综合考虑接触几何、接触载荷、速度矢量、卷吸夹角、表面粗糙度、流变特性等因素,研究了不同啮合位置以及不同转速下弧齿锥齿轮的摩擦系数与啮合效率. 结果表明:一对啮合副从啮入到啮出过程中,摩擦系数先增大后减小,与相对滑动速度变化趋势相反;一个啮合周期内,弧齿锥齿轮啮合效率与摩擦系数变化规律相似,但在啮出点附近,由于下一对啮合副进入啮合,啮合效率开始增大;随着转速增大,摩擦系数减小,啮合效率增大. 采用文献中已有摩擦系数计算方法分析了弧齿锥齿轮摩擦系数和啮合效率,并与本文中的计算结果进行对比. 结果表明:在节点啮合时,采用经验公式与简化算法的摩擦系数预测结果误差较大,而啮合效率计算误差较小;混合润滑和全膜润滑状态下,基于摩擦系数简化算法的弧齿锥齿轮效率计算结果与本文中的计算结果相近.

HT250刹车盘气体渗氮耐磨性研究
程相征, 谢鲲, 赫庆坤, 高翔, 陈洋洋, 曹勇军, 陈蕴博, 孙金全
2018, 38(3):256-263. doi: 10.16078/j.tribology.2018.03.002
[摘要](2349) [HTML全文] (952) [PDF 2197KB](79)
摘要:
为提高HT250刹车盘耐磨、耐腐蚀性,延长服役寿命,对其进行了气体渗氮表面强化处理. 分别对基体和氮化试样进行了微观组织和物相分析,研究了销盘干摩擦的摩擦磨损行为,探讨了HT250渗氮试样的磨损机理. 结果表明:采用530 ℃×10 h气体渗氮时,渗氮层深为0.3 mm,其表层硬度HV0.1 1 140;在20、50和100 N载荷下,渗氮试样摩擦系数均高于基体试样,但磨损率分别降低了11.1%、27.5%和38.3%. 基体试样以疲劳剥层磨损为主,伴随着磨粒磨损;渗氮试样以剥层磨损为主,渗氮层的残余压应力抑制了裂纹的扩展,提高了其耐磨性.

干气密封螺旋槽衍生结构演变规律与工况适用性
江锦波, 陈源, 徐奇超, 李纪云, 彭旭东
2018, 38(3):264-273. doi: 10.16078/j.tribology.2018.03.003
[摘要](1627) [HTML全文] (307) [PDF 5343KB](38)
摘要:
研究了高压低速和高速低压两种典型工况条件下干气密封(DGS)螺旋槽的衍生结构演变规律与工况适用性. 基于气体润滑理论,建立了槽堰组合螺旋槽DGS数学模型,采用有限差分法求解稳态雷诺方程. 基于完全析因设计方法,数值计算了不同槽堰组合螺旋槽DGS的稳态密封性能随开槽面积比的变化规律,对比分析了槽堰组合螺旋槽DGS与螺旋槽DGS的密封性能最优值,并提出了不同工况条件下进一步提高螺旋槽DGS气膜刚度的结构改型方向. 结果表明:通过基体螺旋槽与附加密封堰的组合设计有望显著提高螺旋槽DGS的气膜刚度,其中在高速低压条件下附加密封堰设在上游侧中间的双流通槽DGS的气膜刚度增幅达到20%;存在不同的最佳开槽面积比使得槽堰组合螺旋槽获得最大的开启力和气膜刚度.

高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的探究
刘红利, 刘晓红, 吉利, 李红轩, 周惠娣, 陈建敏
2018, 38(3):274-282. doi: 10.16078/j.tribology.2018.03.004
[摘要](1367) [HTML全文] (954) [PDF 1243KB](50)
摘要:
为了研究高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的差异,对Inconel 718高温合金在1 000 ℃大气环境下进行高温热处理,并进行25~800 ℃宽温域摩擦试验. 利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪对Inconel 718高温合金的表面形貌、磨痕形貌、物相组成和结构进行分析. Inconel 718高温合金经热处理后物相组成发生了明显变化,晶化程度提高. 在表面形成了类网状凸起结构,其组成主要为Cr2Ti7O17和Cr2O3混合相,这是由于高温热处理使Inconel 718高温合金的Ti和Cr元素沿晶界发生了扩散,至表面后与大气中的氧反应,生成Cr2Ti7O17和Cr2O3混合相. 高温氧化后的Inconel 718高温合金摩擦系数和磨损率与未处理时相比有所降低,磨痕形貌有了明显变化,将这种变化归功于类网状凸起结构的减摩抗磨作用和其组成相中Cr2Ti7O17的润滑作用.

TA2合金激光熔覆钛基自润滑耐磨复合涂层的高温摩擦学性能
刘秀波, 王勉, 乔世杰, 翟永杰, 周仲炎, 罗迎社, 涂溶
2018, 38(3):283-290. doi: 10.16078/j.tribology.2018.03.005
[摘要](2332) [HTML全文] (741) [PDF 2946KB](59)
摘要:
为提升TA2合金的摩擦学性能,选用Ti-TiC-WS2复合粉末在TA2合金表面激光熔覆钛基高温自润滑耐磨复合涂层. 系统地分析了涂层的物相、显微组织结构和显微硬度;分别在室温(20 ℃)、250 ℃和500 ℃下测试了基体和涂层的摩擦学性能,并分析了其磨损机理. 结果表明:涂层的显微硬度(约HV0.51 005.4)是基体(HV0.5190)的5倍;由于增强相TiC/(Ti,W)C1–x和自润滑相Ti2SC/TiS的综合效应,相比基体,复合涂层在所有试验温度下均具有较小的摩擦系数和磨损率;随着温度的升高,涂层的摩擦系数先变小后升高,在250 ℃下具有最低的摩擦系数(0.257);涂层的磨损率随温度的升高一直降低,在500 ℃下磨损率最低[0.487×10–5 mm3/(Nm)].

轻质高锰钢微观组织及耐磨性能研究
刘越, 魏顺华, 臧勐超
2018, 38(3):291-298. doi: 10.16078/j.tribology.2018.03.006
[摘要](2155) [HTML全文] (1391) [PDF 1129KB](60)
摘要:
对ZGMn13Cr2钢和Fe-13Mn-xAl-C(x=3、5)系轻质高锰钢在0.5、1.0、2.0和4.0 J冲击功下的磨损性能进行了研究分析,并借助光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对钢的微观组织和冲击磨损表面形貌进行了观察分析. 结果表明:在0.5 J冲击功下,轻质高锰钢的耐磨性最好,相较于ZGMn13Cr2钢,Fe-13Mn-3Al-C钢的耐磨性提高4.39倍,Fe-13Mn-5Al-C钢的耐磨性提高3.83倍;在低应力(0.5 J)状态下ZGMn13Cr2钢和Fe-13Mn-xAl-C(x=3、5)系轻质高锰钢主要以显微切削为主;在高应力(4.0 J)状态下,磨损机制主要以疲劳剥落为主.