水润滑材料研究进展

材料服役于水环境中,其摩擦磨损行为不仅与摩擦副材料本身的性质有关,还与载荷、速度、温度等因素相关,同时也与所处的环境有很大关系。本文重点阐述水环境对材料摩擦磨损性能的影响机制。在此基础上,进一步讨论材料在水溶液中的摩擦磨损行为。     

泥沙颗粒对UHMWPE材料水润滑性能的影响规律

为研究船舶水润滑尾轴承材料超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在含沙水质下的摩擦学性能,利用 CBZ-1摩擦磨损试验机进行试验。结果表明：在水润滑条件下,泥沙对试验材料的摩擦学性能有很大的影响,并且泥沙浓度对材料摩擦性能的影响大于泥沙粒度;材料的摩擦性能随着泥沙浓度的增加逐渐下降;泥沙粒度影响着摩擦副间的切应力和沙粒进入摩擦副间隙的难易程度。在泥沙粒度48μm/浓度1.2%的环境下,材料具有更加恶劣的摩擦学性能。适当提高滑动速度会加强摩擦副的润滑性能,但过高的速度会使泥沙颗粒严重破坏磨损表面;材料的摩擦性能随载荷的增大而逐渐恶化,在高载工况下的磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损。     

条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承材料摩擦性能的影响

为了研究条形沟槽深度对船舶水润滑尾轴承摩擦磨损性能的影响,在轴承试件表面分别添加0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm 3种不同深度的条形沟槽,并加入1组不添加表面纹理的试件作为对比。使用CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机对材料进行测试,并结合表面形貌及磨损量比较分析其摩擦磨损性能。结果表明,条形沟槽可有效提高材料的摩擦磨损性能且沟槽深度对材料性能有着较大影响:转速较低时,较深的沟槽深度更能提升材料的摩擦磨损性能;转速较高时,较浅沟槽深度的材料具有更加优良的性能。     

20#钢、45#钢往复摩擦过程中摩擦力的递归演化行为研究

为了揭示20#钢、45#钢在往复运动过程中摩擦磨损非线性行为规律,在往复式摩擦试验机上进行了摩擦磨损试验,采集整个摩擦过程中的摩擦力信号.将不同摩擦磨损时间测得的摩擦力信号绘制成递归图并进行定量递归分析.研究发现:磨合阶段的递归图具有沿主对角线高度集中的黑点,黑点向两侧对称分散并保持相对均匀分布,递归图的关联维数逐渐增加并稳定,最终黑点向主对角线回归,递归图的关联维数减小,剧烈磨损发生.递归图和关联维数分别直观和定量地描述了摩擦力的递归演化过程,研究结果可应用于识别磨合状态、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段,其研究方法对其他摩擦系统的非线性行为具有借鉴意义.     

100Cr6轴承材料摩擦磨损试验研究

基于Archard磨损理论公式,针对100Cr6轴承材料的摩擦学性能开展实用性试验研究,测试其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,研究100Cr6材料的摩擦因数、磨损深度、试件温度、磨损量随法向载荷和滑动直径的变化规律。研究表明:摩擦因数随法向载荷和滑动直径的增大而增大,当法向载荷较小时,滑动直径对摩擦因数影响较小,当法向载荷较大时,影响较大;磨损深度随法向载荷的增大而增大,随滑动直径的增大而减小;法向载荷对试件温度有正影响作用,滑动直径越大,试件温度越高;磨损量随滑动直径的增大而减小,当滑动直径较小时,法向载荷对磨损量具有明显的影响。     

一种新材料使金属磨损完全消失

一种具有自主知识产权的“金属磨损自修复材料”,已在哈尔滨问世。在载体润滑油中加入极其微量的这种超细粉材料,金属摩擦表面磨损部位就能迅速自动修复,从而使各种机械装备终身免大修。国家经贸委会同交通部、铁道部等部门联合组织的专家鉴定认为,金属磨损自修复材料能在金属摩擦表面形成高光洁度、高硬度的金属陶瓷层,使磨损的金属零件在机械设备正常运行中自动修复到原型尺寸。国际知名的摩擦学专家、清华大学摩擦学国家重点实验室教授金元生说,这是我国摩擦学领域减磨机理研究和产品开发的重大突破,是机械装备维修保养技术上的一次革命…     

热老化对热塑性聚氨酯水润滑轴承材料的性能影响

为了探究老化对水润滑轴承材料摩擦性能的影响,本文选用典型的水润滑轴承材料热塑性聚氨酯（TPU）作为研究对象,依照GB/T3512-2014热加速老化标准对材料进行老化处理。所有的摩擦磨损试验均在CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机上进行,综合运用超景深显微镜、接触式表面轮廓仪、电子扫描显微镜等多种表面测试技术手段探讨了磨损过程中热塑性聚氨酯试样表面的磨损特征,探讨了不同老化状态试样的磨损机理。试验结果表明：70 ℃老化120 h热塑性聚氨酯的平均摩擦系数降低了57.5%;90 ℃老化600 h热塑性聚氨酯的平均摩擦系数上升了32%;通过FT-IR和Raman分析,随着老化进行,氢键化氨酯基增多,少量氨酯基的C-N键断裂。复杂的化学变化改善了热塑性聚氨酯的有序结构,增加次晶和结晶度,摩擦系数降低;进一步老化造成大分子在应力集中处断裂,使部分柔性分子链脱离基体,摩擦性能恶化。     

船闸运转件材料磨损性能研究

为了搞清船闸运转件材料的表面状态、磨损性能与润滑之间的关系,采用模拟磨损实验的方法,找到提高运转件材料磨损性能的途径。实验结果表明:对船闸摩擦副材料及硬度值进行合理的匹配,提高船闸运转件摩擦副零件的加工精度及表面粗糙度,以及运用正确的润滑方式对摩擦副进行润滑,能显著提高零件的耐磨性能,较大地延长了船闸运转件的使用寿命。     

水润滑艉轴承高分子内衬材料摩擦学性能试验研究

为筛选摩擦功耗低,使用寿命长的优质轴承内衬材料,在采用材料试样试验与台架试验相结合的方法,在材料磨损试验机上对3种高分子材料进行试样试验,同时将3种材料分别制成尾轴承样件在台架上进行模拟试验.     

电刷镀快速镍镀层摩擦磨损性能试验研究

为研究工作电压对快速镍镀层摩擦磨损性能的影响,采用电刷镀方法制备了快速镍镀层.在球一盘摩擦磨损试验机上,以Cr12钢球为摩擦配副进行油润滑条件下的摩擦磨损试验.通过磨损失重、摩擦表面形貌和油液铁谱分析方法研究了不同的快速镍镀层的摩擦磨损性能.结果表明:不同工作电压下的镀层的摩擦磨损性能存在较大差异.工作电压过高和过低时,镀层摩擦磨损性能均下降;当电压在14V时快速镍镀层的摩擦磨损性能最佳;快速镍镀层的磨损机制以磨粒磨损和粘着磨损为主.