4种车轮材料与U71Mn热轧钢轨匹配特性

为研究车轮材料对轮轨匹配行为的影响,在MMS-2A型轮轨磨损试验机上模拟研究了U71Mn热轧钢轨和4种不同车轮材料的摩擦磨损行为.采用电子分析天平测量试样磨损量,采用SEM对试样进行微观分析.结果表明:随着车轮含碳量升高,车轮硬度升高,车轮的磨损量逐渐降低,而与之匹配的钢轨磨损量逐渐升高;轮轨试样的磨痕粗糙程度与磨损程度相关,磨损越严重,磨痕越粗糙;轮轨试样的硬度比决定轮轨试样的磨损机制,轮轨硬度比较低时,主要以磨粒磨损为主,磨损最严重,当轮轨硬度比继续升高,主要以疲劳磨损为主,磨损降低,当轮轨硬度比接近1.1时,轮轨氧化达到最严重,主要以氧化磨损为主.      

冷作模具钢的低应力磨粒磨损特性

本文通过三种冷作模具钢LDI、65Nb和Crl2MoV的橡胶轮磨损试验和松散磨粒磨损试验,以及磨损表面的SEM形貌观察,分析了试验钢的低应力磨粒磨损特性,同时研究了组织和力学性能对耐磨性的影响。结果表明:低应力磨粒磨损的耐磨性主要取决于材料的硬度,淬火态组织的耐磨性最好。     

两种焊接工艺下过共析钢轨接头的冲击磨损性能

为研究闪光焊、铝热焊两种焊接工艺下过共析钢轨焊接接头的冲击损伤演变行为以及性能差异,在自制的冲击磨损试验机上对过共析钢轨焊缝、热影响区软化部位及母材进行了不同冲击次数下的模拟实验. 研究结果表明:随着冲击次数的增加,钢轨焊接接头的冲击磨损均经历着塑性变形、点蚀破坏和疲劳剥落的过程,冲击损伤是疲劳磨损和氧化磨损共同作用的结果;由于焊接工艺导致的接头组织结构和力学性能的差异,热影响区软化部位冲击时塑性变形最严重,磨损体积和磨损率最大,抗冲击性能最差;由于对闪光焊焊接接头进行了焊后正火热处理,其组织结构及抗冲击性能明显优于铝热焊;硬度对焊接接头的抗冲击性能有显著影响,硬度越高,抗冲击性能越好,疲劳剥落出现的时间越晚.      

高速钢带锯激光处理研究

通过一系列试验研究了高速钢带锯激光处理的工艺，并对经激光淬火后的试样的硬度及组织进行了研究。结果表明，高速钢带锯经过激光表面淬火后，马氏体和残作奥氏体的晶粒得到细化，碳化物减少，硬度得到显提高，进而其耐磨性和使用寿命也得到提高。     

高碳钢和合金工具钢B—Cr—Ti共渗的试验研究

本文对高碳钢和合金工具钢进行了 B-Cr-Ti 共渗的试验研究.用金相显微分析、电子探针微区分析和 X 射线衍射分析方法对5种钢的 B-Cr-Ti 渗层进行了化学成分、相结构及显微组织分析.同时对 B-Cr-Ti渗层的性能进行了研究.B-Cr-Ti 共渗与 B-Ti 共渗相比较,B-Cr-Ti 渗层具有高的硬度、耐磨性和耐蚀性,可应用于刀具和模具.     

高速钢带锯激光处理研究

通过一系列试验研究了高速钢带锯激光处理的工艺,并对经激光淬火后的试样的硬度及组织进行了研究．结果表明,高速钢带锯经过激光表面淬火后,马氏体和残余奥氏体的晶粒得到细化,碳化物减少,硬度得到显著提高,进而其耐磨性和使用寿命也得到提高．     

钢轨硬度对疲劳裂纹萌生和钢轨磨耗的影响

为了研究钢轨磨耗和疲劳裂纹萌生寿命与钢轨硬度的关系，基于Archard磨耗模型和临界平面法疲劳裂纹萌生预测模型，结合磨耗和型面变化分段迭代和疲劳损伤累积，提出了钢轨疲劳裂纹萌生和磨耗共存预测方法；对4种不同硬度钢轨的磨耗发展、疲劳损伤累积以及疲劳裂纹萌生寿命进行研究. 结果表明:该方法预测的裂纹萌生寿命与现场观测结果有较好的吻合性；高硬度钢轨可以降低磨耗、延长疲劳裂纹萌生寿命，适合在小半径曲线上应用；4种硬度的钢轨中，钢轨硬度每提高10 HBW，平均磨耗发展率将降低约3%～6%，疲劳裂纹萌生寿命延长约9%～12%；对比U78CrV/U76CrRE热轧钢轨，U78CrV热处理钢轨的平均硬度值增加了17.9%，磨耗发展率降低了约19.8%，疲劳裂纹萌生寿命延长了约57.7%；在轮轨摩擦系数为0.3时，4种钢轨的疲劳裂纹均萌生于轨面1.0～2.5 mm以下的亚表面范围内，距离轨顶中心15～18 mm.      

滑差对重载列车轮轨黏着特性与表层损伤的影响

在自行研制的小型轮轨滚动磨损实验机上,以CL60车轮钢和U71Mn钢轨钢配副为研究对象,通过控制轮轨的转速,研究滑差对重载列车轮轨黏着特性与表层损伤的影响。结果表明:滑差对轮轨黏着特性存在显著影响,在所测试的若干工况下,随滑差增大,轮轨黏着系数增大;滑差影响轮轨的磨损量,随滑差增大,轮轨磨损量增加;轮轨表面硬度随滑差增大提高;不同滑差下轮轨表面磨损机制不同,纯滚动摩擦时轮轨以疲劳损伤为主;随滑差的增加,轮轨表面磨损机制由轻微的疲劳磨损转变为黏着磨损。此外,在相同滑差下,车轮表面损伤程度较钢轨严重。     

车轮材料对轮轨滚动摩擦磨损行为的影响

为了使轮轨材料更好地匹配,降低轮轨磨损与损伤,利用MMS-2A滚动磨损试验机,研究了3种不同含碳量车轮材料与U71Mn热轧钢轨干态对磨时滚动摩擦磨损与损伤性能.结果表明:车轮材料变化基本不影响轮轨滚动摩擦因数,其摩擦因数保持在0.4左右;随车轮材料碳含量增加,车轮磨损量呈线性下降趋势,钢轨磨损量呈线性增加趋势,总轮轨磨损量呈降低趋势;不同车轮材料与U71Mn热轧钢轨对磨时的磨痕表面形貌具有较大差异,当碳含量为0.57时,车轮损伤以剥落损伤为主,试样塑性变形相对轻微,随车轮硬度降低(碳含量为0.51),表面剥落损伤轻微,但塑性变形严重;对磨钢轨试样以粘着和剥落磨损为主.      

WC-17%Co等离子喷涂层组织结构及磨损性能研究

研究了等离子喷涂WC-17%Co涂层的显微结构、相组成、平均硬度和磨损形貌、耐磨性能。结果表明:涂层硬度较高,喷涂层发生了物相转变。涂层具有很高的耐磨性能,磨损机制以剥落磨损为主。     

TiN涂层的滑动磨损特性

研究了 3Cr2 W8V基体离子镀 Ti N涂层的滑动磨损特性。分析了涂层的磨损机理。结果表明 :Ti N涂层的耐磨性明显高于 3Cr2 W8V基体。涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳剥落。当试验载荷从 4 90 N到 980 N时 ,涂层的磨损率上升 ,而从 980 N上升到 1 4 70 N时 ,各涂层的磨损率下降 ,其原因是磨损机制发生了变化 ,前者以磨粒损为主 ,氧化磨损为辅 ;而后者以氧化磨损为主。     

用划痕法测定TiN涂层结合力的影响因素

研究了影响划痕法测定 Ti N涂层结合力的因素 ,结果表明 :离子氮化处理能提高 Ti N涂层的临界载荷。随基体硬度提高和涂层厚度增加 ,Ti N涂层的临界载荷 Lc增高。而表面粗糙度增大 ,则临界载荷降低 ,当粗糙度大于0 .70 μm( Ra)时 ,则临界载荷无法得到确定值。以 M2钢为基体的 Ti N涂层的结合力高于以 3Cr2 W8V为基体的 Ti N涂层的结合力。     

等离子喷涂陶瓷涂层性能的研究

金属基底上喷涂陶瓷涂层使表面具有耐磨、耐磨蚀、耐高温等特点,用运等离子涂技术在４５号钢表面喷涂Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－３％、ＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２－８％Ｙ２Ｏ３等四种陶瓷涂层,部分采用Ｎｉ包Ａｌ为打底层,检测陶瓷涂层的硬度,耐磨性及结合力等力学性能,并进行相和扫描电镜观察,四种陶瓷涂层的表面硬度达到７０－９０ＨＲ１５Ｎ;有打底层的陶瓷涂层的硬度稍大于无底层的涂层硬度;Ａｌ２Ｏ３－３％ＴｉＯ２     

脉冲强磁场处理高速钢刀具磨损机理的探讨

本文研究了用高速钢车刀切削45钢时,脉冲强磁场处理减小刀具磨损的机理:研究了磁化场强度及切削速度对刀具磨损的影响;考察了硬度及金相显微组织的变化;证明了在脉冲强磁场处理下,刀具材料强化的主要原因是碳化物的弥散析出所导致的弥散硬化效果的作用.     

后处理温度对聚酰亚胺基摩擦材料性能的影响

以聚酰亚胺树脂为粘结剂,采用热压法并经不同温度后处理制备聚酰亚胺基摩擦复合材料,研究后处理温度（220～ 300℃）对其摩擦磨损性能等的影响.结果表明：采用260～280℃的后处理温度,摩擦材料摩擦磨损性能较好;后处理温度为220℃和300℃时,材料磨损机制为破坏严重的胶合黏着磨损;后处理温度为240～280℃时,材料磨损机制以轻微黏着磨损和磨粒磨损为主.后处理温度低于300℃时,密度、硬度、压缩强度值略有变化,240℃时,密度、硬度有最大值,压缩强度在260℃后处理有最大值.后处理温度为260 ～ 280℃时,聚酰亚胺基摩擦材料具有最佳的综合性能.     

宽温域下高速轮轨界面粘着与车轮表面损伤行为

搭建了高低温服役环境轮轨滚动试验台，在实验室条件下成功再现了哈大线等高寒铁路冬季车轮表面剥落和麻点严重、夏季异常光滑的季节性损伤特征；研究了宽温域(-50 ℃~60 ℃)下高速列车轮轨界面粘着和车轮损伤行为，系统探讨了不同服役温度下轮轨滚动接触界面的粘着系数演变规律，分析了车轮表面磨损形貌和表层材料塑变行为等重要特性。研究结果表明:随着服役温度的提高，轮轨界面粘着系数总体呈下降趋势，同时，车轮表面的凹坑尺寸减小，在高温60 ℃时，凹坑特征消失，磨损表面变得较为平整；在低温-40 ℃时，车轮表面最为粗糙，算术平均粗糙度为3.74，而随着服役温度的上升，磨损表面粗糙度显著下降，在高温60 ℃时，车轮表面算术平均粗糙度较小，为0.97；随着服役温度的升高，轮轨接触界面的磨损区域内Fe元素含量与O元素含量之比逐渐减小；低温低湿环境抑制了轮轨界面的摩擦氧化作用，增强了摩擦剪切作用，加剧了车轮表面的剥落、严重的塑性变形和表面疲劳裂纹的萌生与扩展，因此，磨损表面较为粗糙；而高温环境加速了轮轨界面的摩擦氧化作用，氧化磨屑的形成一定程度上起到了固体润滑作用，从而降低了轮轨界面间的粘着，车轮表面相对光滑；磨损机制由低温(-50 ℃~-20 ℃)服役工况下的疲劳磨损逐渐转变为常温(20 ℃)工况下的磨粒磨损和氧化磨损与高温(40 ℃~60 ℃)工况下的粘着磨损。      

耐磨砼在高速公路收费广场的应用研究

砼的耐磨性受集料的硬度、水泥(砂)浆质量及砼各组成相间的界面结合情况等因素的影响.通过在普通水泥砼中加入活性混合材改善水泥石结构,在保证界面黏结的前提下加入金刚砂提高水泥砂浆耐磨性,可以配制耐磨砼以适应高速公路收费广场的特殊要求.     

耐磨砼在高速公路收费广场的应用研究

砼的耐磨性受集料的硬度、水泥(砂)浆质量及砼各组成相间的界面结合情况等因素的影响.通过在普通水泥砼中加入活性混合材改善水泥石结构,在保证界面黏结的前提下加入金刚砂提高水泥砂浆耐磨性,可以配制耐磨砼以适应高速公路收费广场的特殊要求.     

Fabrication and drilling tests of chemical vapor deposition diamond coated drills in machining carbon fiber reinforced plastics

Chemical vapor deposition (CVD) diamond coated drills are fabricated by depositing diamond films on Co-cemented tungsten carbide (WC-Co) drills. The characteristics of as-deposited diamond coatings are investigated by scanning electron microscope (SEM) and Raman spectra. To evaluate the cutting performance of diamond coated drills, comparative drilling tests are conducted using diamond coated and uncoated WC-Co drills, with carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) as the workpiece on a high-speed computer numerical control (CNC) machine. Thrust force and tool wear are measured during the drilling process. The results show that diamond coated drill exhibits better cutting performance, compared with the uncoated drill. The value of flank wear is about 70 μm after machining 90 holes, about a half of that of theWC-Co drill with 145μm after drilling only 30 holes. The wear rate of WC-Co drill is higher than that of diamond coated drill before diamond films peeling off. The diamond coated drill achieves more predictable hole quality. The improved cutting performance of the diamond coated drill is due to the high hardness, wear resistance and low coefficient of friction.     

TiN和TiC涂层车刀性能的试验分析

文章介绍了涂层刀具与未涂层刀具在切削加工中的性能比较及试验分析。从不重磨车刀的使用寿命、加工表面粗糙度等方面 ,来展开试验分析研究。