二硫化钼填充乙烯基树脂的摩擦学性能

研究了不同质量分数的二硫化钼（MoS2）填充乙烯基树脂（VER）复合材料及所成转移膜在不同转速、载荷下的摩擦学性能,并对摩擦表面形貌进行了分析．结果表明：MoS2含量低于15％和高于35％时主要磨损机制分别为粘着磨损和轻微犁削式的磨粒磨损,且都不随转速的变化而改变;但MoS2含量处于15％～35％时主要磨损机制为粘着磨损、疲劳剥落式的磨粒磨损,且随转速的增加而减弱．另外,MoS2含量低于25％时摩擦系数随载荷增加而增大,高于25％时却随载荷增加而减小,磨损率均变化不大．对偶盘上形成的转移膜能有效降低摩擦磨损,随着MoS2含量的增加,转移膜的减摩时问逐渐延长,而摩擦系数基本不变;随着载荷的增加,转移膜的摩擦系数逐渐降低,减摩时间则大幅度缩短．     

受电弓滑板载流磨损机理演变过程试验研究

为了研究高速弓网系统材料载流摩擦磨损行为,采用高速环-块式载流磨损试验机,研究了载流200 A、法向载荷70 N、滑动速度80~160 km/h条件下,纯碳滑板/铜合金接触线之间电弧放电现象和纯碳滑板的载流磨损特性,并用光学显微镜来观察滑板磨损表面形貌.研究结果表明:随着试验时间的增加,滑板振动和电弧放电现象逐渐加剧,电弧放电频率先增加后逐渐趋于稳定,电弧平均单次放电能量也增加,滑板磨损量缓慢增加后快速上升;当滑动速度为160 km/h时,试验时间50 min的磨损率(0.037 27 g/km)是试验时间10 min磨损率(0.013 40 g/km)的3倍;高速载流条件下,滑板磨损机理随着试验的进行发生了由轻微机械磨损到重机械磨损伴随轻微电弧侵蚀,最后转变为机械磨损和电弧侵蚀共存状态的变化.      

摩擦条件对钢质摩擦材料第三体及磨损的影响

摩擦条件对摩擦材料表面第三体的连续性产生重要影响,进而影响材料的摩擦磨损性能.选用两种轨道车辆用低合金制动盘材料与铜基粉末冶金材料为配对摩擦副,在不同速度、压力条件下进行摩擦试验,观察第三体的形成过程中,表面形貌的变化规律及磨损机理.结果表明：在特定的摩擦条件下,第三体的显微硬度可达800~900HV,远高于基体材料的硬度;连续、致密的第三体,使材料具有最低的磨损率;当摩擦转速和压力过低时,磨粒磨损为主要磨损形式,当摩擦转速和压力过高时,黏着磨损将成为主导;在第三体的形成破坏过程中,摩擦速度、压力过低或过高均可能使第三体的破坏速度大于形成速度,使材料的磨损率增大.     

Investigation on mechanism of the improvement in tribological properties of carbon fiber reinforced polytetrafluoroethylene composites by surface treatment

Tribological properties of polytetrafluoroethylene (PTFE) composites filled with differently surface treated carbon fibers (CF), sliding against GCr15 steel under dry sliding conditions, were investigated on a block-on-ring M-2000 tribometer. Experimental results reveal that rare earths (RE) surface treatment reduces the friction and wear of CF-reinforced PTFE (CF/PTFE) composites. Scanning electron microscopy (SEM) investigation of worn surfaces of CF/PTFE composites shows that cracks or pores are visible on the worn surfaces of untreated and air-oxidated composite, while no crack and very few pores present on the worn surface of REtreated composite. The fiber-friction-angling effect makes carbon fibers angled and oriented along the frictional shearing force, and finally parallel to the friction surface, which makes interfacial adhesion become a key factor to tribological properties of CF/PTFE composite. With strong interfacial adhesion between carbon fiber and PTFE after RE surface treatment, carbon fibers are not easily detachable from the PTFE matrix in the process of fiber-friction-angling, which prevents the rubbing-off of PTFE, and accordingly improves the friction and wear properties of the composite.     

Al2O3基陶瓷材料与硬质合金摩擦的应力分析

利用ANSYS有限元分析软件对5种Al2O3基陶瓷材料（纯Al2O3、Al2O3／TiC、Al2O3／（W,Ti）C、Al2O3／Ti（C,N）和Al2O3／SiCw）在MRH-3环块磨损试验机上与硬质合金摩擦进行模拟仿真,得到摩擦磨损过程中的应力及分布,并与室温下的磨损实验结果相比较,同时还探讨了不同添加剂的Al2O3基陶瓷的磨损机理．结果表明：不同成分的Al2O3基陶瓷材料在摩擦磨损过程中最大主应力位于摩擦副接触区中心,最大剪应力位于摩擦副接触区边缘;载荷对主应力和剪应力大小的影响比转速的影响大;在相同的摩擦条件下,受到合应力越大的陶瓷其磨损率越大;合应力越大的陶瓷磨损后陶瓷表面越容易产生微裂纹．5种Al2O3基陶瓷磨损率的大小为：Al2O3〉Al2O3／（W,Ti）C〉Al2O3／Ti（C,N）〉Al2O3／TiC〉Al2O3／SiCw．     

铜基陶瓷强化摩擦材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金技术,制备了铜基陶瓷强化摩擦材料.通过定速摩擦试验机,测试了摩擦压力、摩擦速度和干湿条件对材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:在干摩擦条件下,系数大于0.3,摩擦系数稳定.摩擦压力在0.5~0.6 MPa范围时,摩擦系数处于较低值.随摩擦压力的变化,磨损率变化不大.当摩擦速度为2 000 r/m in时,摩擦系数最大.湿摩擦条件下摩擦系数低于干摩擦条件下的摩擦系数.     

销盘滑动磨损试验的数值仿真关系模型研究

以旋转式摩擦磨损试验机为试验设备,以销盘滑动磨损为研究对象,取得了干摩擦试验条件下的材料磨损量与载荷、转速的变化规律.回归分析结果表明,材料磨损量与载荷、磨损量与转速服从指数关系.该试验研究为建立摩擦学数值仿真关系模型提供一种重要的试验研究方法.     

SiCp/AlSi7Mg1复合材料的摩擦和磨损特性

研究了在№２０机油摩擦条件下，采用环状试验块、ＡｌＳｉ７Ｍｇ１、１０ＳｉＣｐ／ＡｌＳｉ７Ｍｇ１和 ２５％ＳｉＣｐ／ＡｌＳｉ７Ｍｇ１的复合材料滑动摩擦行为．试验结果表明，复合材料无论在低载荷或在高载荷时都比没增强基体具有优异的耐磨性能，两种体积率复合材料的磨损速度是其基体的 １／８．应用 ＳＥＭ、 ＥＤＸＡ观察摩擦表面以研究其机理．     

氧化铝短纤维/锌铝合金复合材料的耐磨性

本文采用具有不同体积百分含量的Al203短纤维/锌铝合金复合材料与4弓钢滚子匹配进行了摩 擦磨损试验。对该复合材料的耐磨性进行了评价。对纤维体积百分含量对耐磨性的影响进行了 探讨。通过对磨损数据的处理和理论推证建立了描述该影响规律的关系式。用扫描电镜(SEM) 对复合材料的摩擦表面进行了探查并对该材料的磨损机理进行了讨论。      

SiCp／AlSi7Mg1复合材料的摩擦和磨损特性

研究了在№ 20机油摩擦条件下,采用环状试验块、AlSi7Mg1、10SiCp／AISi7Mg1和25％SiCp／A1Si7Mg1的复合材料滑动摩擦行为．试验结果表明,复合材料无论在低载荷或在高载荷时都比没增强基体具有优异的耐磨性能,两种体积率复合材料的磨损速度是其基体的1／8．应用SEM、EDXA观察摩擦表面以研究其机理．     

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.      

渐开线齿轮轮齿滑动率分析

渐开线是由发生线沿着基圆纯滚动而形成的,渐开线齿轮在啮合过程中,轮齿间存在相对滑动,滑动速度在节线附近最小,并沿着节线分别向齿根和齿顶方向逐渐变大.轮齿间的相对滑动速度有利于油膜的形成,可以防止出现点蚀等失效现象,进而影响到轮齿的接触疲劳强度,但相对滑动又带来了摩擦磨损,是齿轮失效的主要形式之一.针对轮齿之间的相对滑动,分析标准直齿圆柱齿轮轮齿间的滑动速度,并得到数值计算公式,同时根据滑动速度的方向解释了轮齿啮合中摩擦力的方向,并用Matlab进行了仿真,为齿轮设计提供一定的参考.     

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.      

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。     

铜氧化对粉末冶金材料摩擦性能的影响

将增强基体组无铜粉氧化与未氧化的两种铁基粉末冶金材料在ＭＭ－１０００型摩擦材料试验机上进行对比制动试验，测定了摩擦系数与转速、压力的关系曲线及磨损量。结果表明，若加的铅粉发生氧化而真空烧结时不能被还原，则ＣｕＯ可成为磨粒磨损的磨料，使摩擦材料及对偶的耐磨性降低。     

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.     

滑动摩擦副表面强化工艺措施对比试验

采用MPX-2000盘销式摩擦磨损试验机,对调质处理、高频淬火处理、软氮化处理、硬氮化处理、激光淬火处理5种滑动摩擦副表面强化工艺措施进行了表面抗咬合性能和表面耐磨损性能对比试验．试验研究结果表明,激光淬火处理和软氮化处理工艺对滑动摩擦副表面强化效果好与较好,可用于高速重载且重要的零部件表面强化．硬氮化处理工艺表面强化效果中等,可用于中等载荷条件下零件表面强化．调质处理工艺对滑动摩擦副表面强化效果较差,可用于载荷较小的非重要零部件表面强化．高频淬火处理工艺试件的抗咬合能力差,不宜采用．     

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。     

A new fractal model of elastic,elastoplastic and plastic normal contact stiffness for slow sliding interface considering dynamic friction and strain hardening

The deflection properties of elastic stage, elastoplastic stage and plastic stage of elastomer were analyzed. Taking account of the kinetic friction force in friction interface and strain hardening in slow sliding interface, the elastic, elastoplastic and plastic normal contact stiffness model for harsh surface was established, which revised the Majumdar-Bhushan fractal model and made it more perfect. In the combination of macro and micro perspective, the effects of coarse surface fractal variables, kinetic friction force in the friction interface, material characters of the friction couples on the contact status and contact property were discussed by the study of digital analysis. Results imply that the normal contact stiffness improves with the increasing real contact area and normal contact load, and reduces with the augment of kinetic friction coefficient. When the kinetic friction coefficient is smaller than 0.3, the normal contact stiffness comprises a linear decrease with the increment of kinetic friction coefficient. When the kinetic friction coefficient is bigger than 0.3, the normal contact stiffness has an exponential decrease with the increasing kinetic friction coefficient.     

Friction and wear performances of hot filament chemical vapor deposition multilayer diamond films coated on silicon carbide under water lubrication

Tribological properties of chemical vapor deposition (CVD) diamond films greatly affect its application in the mechanical field. In this paper, a novel multilayer structure is proposed, with which multilayer diamond films are deposited on silicon carbide by hot filament CVD (HFCVD) method. The different micrometric diamond grains are produced by adjusting deposition parameters. The as-deposited multilayer diamond films are characterized by scanning electron microscope (SEM) and white-light interferometry. The friction tests performed on a reciprocating ball-on-plate tribometer suggest that silicon carbide presents the friction coefficient of 0.400 for dry sliding against silicon nitride (Si₃N₄) ceramic counterface. With the water lubrication, the corresponding friction coefficients of silicon carbide and as-deposited multilayer diamond films further reduce to 0.193 and 0.051, respectively. The worn surfaces indicate that multilayer diamond films exhibit considerably high wear resistance.