纤维增强铸型尼龙在水润滑条件下的摩擦磨损性能研究

考察了玻璃纤维和碳纤维增强MC尼龙在水润滑条件下的摩擦磨损特性,并借助扫描电子显微镜和表面形貌仪分析了磨损机理。结果表明：在水润滑条件下,纤维增强MC尼龙的摩擦系数比干摩擦下的低,耐磨性优于未增强的基体材料;其中碳纤维增强MC尼龙比玻璃纤维增强MC尼龙具有更低的摩擦系数和更高的耐磨性能;碳纤维增强MC尼龙的磨损机理主要是粘着转移,同时伴有犁削作用,而玻璃纤维增强MC尼龙的磨损机理主要是犁削作用。     

铸型尼龙端面扭动与滑动摩擦学行为研究

为研究端面扭动摩擦特性,研制了端面扭动摩擦特性测量装置,进行了玻璃纤维增强铸型尼龙（MC尼龙）复合材料与45#钢在123 N法向载荷下的扭动与滑动摩擦学试验,扭动角位移幅值为60°和90°,使用扫描电镜观察MC尼龙复合材料磨损表面形貌,采用光学显微镜观察45#钢偶副表面转移膜形貌.结果表明：扭动摩擦的扭矩-角位移（T-θ）曲线随着循环次数的增加保持平行四边形,而摩擦扭矩随之升高;扭动状态下的摩擦系数高于滑动摩擦系数,扭动磨损后MC尼龙试样质量增加;滑动状态下的磨损机理主要为塑性变形和疲劳磨损,扭动状态下的磨损机理为更为严重的黏着磨损和疲劳磨损;滑动摩擦状态下,45#钢偶副表面形成了大面积连续的转移膜,扭动状态下,45#钢偶副表面只在接触中心区域有少量条块状转移物质.     

含油MC尼龙的研制及其摩擦学性能

作者采用特种改性工艺研制出润滑效果良好的1~#、3~#含油MC尼龙。试验结果表明,两者的摩擦磨损性能均比普通MC尼龙的明显地好,而且物理机械性能也与后者的基本相当,可以广泛用于制造中、低负荷及中、低速度下使用的摩擦部件,都是很有发展前途的高分子自润滑材料。     

铸型尼龙端面扭动摩擦接触模型及实验验证

基于刚性平冲头压在弹性半无限空间的理论研究,建立了玻璃纤维增强铸型尼龙(MC尼龙)复合材料与45#钢的端面扭动摩擦模型,并开展了铸型尼龙端面扭动摩擦学试验.结果表明:摩擦扭矩-角位移(T-θ)曲线随角位移幅值的增加由直线形、椭圆形最终转变为准平行四边形;纯MC尼龙及其复合材料(3%GF、5%GF)在扭动角分别为0.5°、1°和2°时,扭动接触界面处于完全滑移状态,其不同的摩擦系数直接影响黏着半径与扭动角的关系,即导致了不同的扭动界面接触机制;MC尼龙复合材料的扭矩随扭动角的增加急剧减小至稳定状态,由扭矩与扭动角的关系还可知部分滑移状态时的扭矩值高于完全滑移状态的扭矩.不同角位移下的实验扭矩与计算曲线相似,揭示了该扭动摩擦模型可近似预测MC尼龙复合材料的扭矩.     

填充MC尼龙自润滑材料及其应用的研究

本文报导了一种新近研制成的含有二硫化钼、石墨和氮化硼的填充MC尼龙自润滑材料的性能和浇铸工艺。这种填充MC尼龙自润滑材料具有低的摩擦系数和良好的耐磨性,可在少油或无油状态下使用。用它代替铸青铜做成轴承后,解决了开放式炼胶机不能满负荷运行、漏油、抱轴等问题,它的使用寿命比原用铸青铜轴瓦长六倍,也比尼龙6和纯MC尼龙轴瓦的摩擦磨损性能好。这种自润滑材料还在蜗轮减速器上得到了成功的应用。     

润滑油添加剂对MC尼龙油润滑摩擦学性能的影响

利用ＭＭ－２００型磨损试验机,考察了润滑油添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）对ＭＣ尼龙－ＭＣ尼龙摩擦副油润滑摩擦磨损性能的影响,研究发现,在摩擦过程中作为液体石蜡添加剂的ＺＤＤＰ不和ＭＣ尼龙表面发生摩擦化学反应,而是以物理吸附或化学吸附的方式附着于ＭＣ尼龙表面;该吸附膜对ＭＣ尼龙－ＭＣ尼龙摩擦副的摩擦性能有一定的影响,但对其耐磨性影响不大。     

填充MC尼龙在冶金设备中的应用

铸型尼龙(填充MC尼龙)作为一种新型减摩、耐磨、自润滑材料,日益受到世界各先进工业国家的重视和广泛应用。苏联称这种尼龙的成型方法为“划时代的成型方法”。美、苏日等国把它列为重点发展的工程塑料之一。PTFE是人们较为熟悉的,它的摩擦系数小,具有许多优良特性,被称为“塑料王”。但因成本较高而限制了广泛应用,同时,其耐磨性也不如填充MC尼龙。     

填充聚四氟乙烯对尼龙6摩擦磨损性能影响的研究

用Timken试验机考察了热压成形的PTFE填充尼龙6在干摩擦状态下的摩擦磨损性能及PTFE填充量、滑动速度和负荷对摩擦磨损的影响,并用X-光电子能谱仪(XPS)和电子探针(EPMA)研究了金属偶件摩擦表面转移膜的组成与形貌。结果表明,在给定的试验条件下,填充PTFE能够有效地改善尼龙6的摩擦磨损性能,PTFE的填充量在8～20％(vol)之间时的效果较好,8％PTFE填充尼龙6的PV值可比纯尼龙6的高1倍;填充PTFE的效用主要取决于转移膜的特性和PTFE在转移膜中的富集量。     

尼龙的摩擦磨损性能

本文评述了尼龙的摩擦磨损性能,讨论了速度、负荷和温度的影响,並介绍了几种填料在尼龙中的作用。     

填充MC尼龙应用技术交流会在重钢三厂召开

重庆市科委、重庆綦江县经委和科委于5月27日至28日在重钢三厂召开了填充MC尼龙应用技术交流会。 来自四川、贵州、甘肃、广西的冶金、机械等行业的43个单位73名代表参加了会议。会上交流了应用填充MC尼龙的经验和MC尼龙的生产情况以及国外应用MC尼龙的概况。 通过讨论交流、代表们一致认为:     

尼龙1010在水润滑下的摩擦学特性与磨损机理

利用往复式摩擦磨损试验机，研究了尼龙１０１０在水润滑条件下与Ａ３钢对摩时的摩擦学特性，同时还利用扫描电子显微镜，付里叶变换红外光谱仪和Ｘ射线光电能谱仪，分别对试样磨损表面和磨屑的形貌及化学结构进行了显微观察与分析。结果表明：在给定的试验条件于干摩擦过程中的高约１个数量级，在水润滑条件下，尼龙１０１０的磨损机理除有干摩擦时的机械微切削外，还由于这种尼龙分子中酰胺基的水解和水分子的作用，削弱了尼龙表层     

混凝土路面摩擦特性实验及数值计算研究

针对混凝土路面摩擦特性的测试需要,本文自行搭建不同路况混凝土路面摩擦特性测试装置,利用该装置对影响混凝土路面摩擦特性的关键因素如温度、粗糙度及砂粒粒径等进行实验分析,结果表明随着温度的升高,摩擦力逐渐增大,砂粒的粒径大小和粗糙度对混凝土路面摩擦性能影响显著。通过改进的弹簧-滑块模型对混凝土路面摩擦特性进行数值计算,计算结果与实验结果相吻合;对模型中影响混凝土摩擦的因素如模量和粗糙度进行研究,结果表明材料表面粗糙度及模量的改变会使混凝土路面的摩擦力曲线出现明显的黏滑效应。     

铸型尼龙轴套取代滚动轴承在煤气发生炉上的应用

铸型尼龙(MC尼龙)是一种新型工程塑料。我国从六十年代以来,日趋广泛地将其用来代替铜和其它金属,制成机器里的耐磨、密封、传动等零、部件。铸型尼龙具备如下优良特性。 1.机械强度较高,虽然其基本特性与尼龙6相似,但由于分子量比尼龙6高1.5～2倍,因而物理、机械性能也相应提高,结晶度高,不发生内应变。     

玻璃纤维增强MC尼龙复合材料的摩擦磨损性能研究

通过碱催化阴离子聚合反应制备玻璃纤维增强单体浇铸尼龙复合材料(GFMCPA),在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了在干摩擦和水润滑条件下,不同玻璃纤维含量对尼龙复合材料摩擦磨损特性的影响,并借助扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌.结果表明:玻璃纤维含量对尼龙复合材料的摩擦性能具有显著影响;玻璃纤维质量分数达到30%后复合材料具有较好的耐磨性;在水润滑条件下,复合材料的摩擦系数和磨损量较干摩擦时大幅度降低;玻璃纤维含量低的尼龙复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损;玻璃纤维含量高的尼龙复合材料的粘着磨损减少,磨损机制主要表现为磨粒磨损和疲劳磨损.     

偶件表面纹理方向对尼龙摩擦磨损性能的影响

考察了平行纹理、螺旋线纹理以及多方向纹理钢盘偶件对尼龙PA1010摩擦磨损性能的影响.结果表明:钢盘表面呈螺旋线纹理时的摩擦系数最大,摩擦温升最高,磨损量也明显高于其它2种摩擦副;试验后尼龙环的磨损表面均表现出磨料磨损特征;与螺旋线纹理钢盘对摩后尼龙环的表面粗糙度增大,而与平行纹理钢盘及多方向纹理钢盘对摩后的表面粗糙度减小.     

CF/PTFE纤维混编织物增强环氧复合材料干摩擦特性

采用碳纤维与聚四氟乙烯纤维(CF/PTFE)混编织物增强,制备了环氧树脂基自润滑复合材料,研究了钢背衬复合材料与45钢在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考查了纤维织物、摩擦热、载荷、速度对材料摩擦磨损性能的影响,用红外热像仪、热电偶及风冷方式对摩擦副温度进行监控,用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复合材料及偶件磨损面进行了观察与能谱分析.结果表明:与碳织物相比,混编纤维织物大大改善了复合材料的摩擦学性能,改善效果极大依赖于摩擦温度、载荷和速度参数.PTFE纤维磨损后在树脂基体及偶件表面形成减摩型转移膜层,材料表现为疲劳磨损特征.摩擦高温使复合材料摩擦学特性改变,黏结磨损加剧,偶件钢环表面出现氧化磨损,树脂基体塑性流动,摩擦力增大.混编纤维的排布方式影响复合材料的摩擦磨损性能,摩擦面上大量破碎的碳纤维易使偶件表面转移膜受到破坏,复合材料转变为以磨粒磨损为主,减摩主要源于磨屑中的润滑组分.     

填充MC尼龙轴承在开放式炼胶机辊筒上的应用

填充MC尼龙是以MC尼龙为基体,添加氮化硼、二硫化钼、石墨等固体润滑剂后离心浇铸而成。用它取代锡青铜作炼胶机辊筒轴承有足够的强度,良好的减摩性和自润滑性,且易加工,运行安全可靠,维护方便,使用寿命长,节电省油,经济实惠。作者根据本厂多年的实践经验,系统地介绍了该材料的基本性能、强度、加工、装配及使用时的注意事项。     

尼龙粉末在SLS预热温度下的离散元模型参数确定及其流动特性分析

尼龙粉末是增材制造中常用的粉体材料,温度对其流动性有重要影响. 探索尼龙粉末增材制造预热温度下的流动性是研究选择性激光烧结(selective laser sintering, SLS)工艺中粉体铺展成形的基础. 选取SLS技术中的尼龙粉末为原材料,采用离散元数值方法,研究尼龙粉末的流动行为,是增材制造工艺数值模拟和铺粉工艺优化的研究热点. 以Hertz-Mindlin模型为基础,基于Hamaker理论模型和库伦定律,在尼龙粉末的接触动力学模型中引入范德华力和静电力,建立预热温度下尼龙粉末流动的离散元模型(discrete element method, DEM),通过对比相应实验结果,标定了该模型的参数. 对加热旋转圆筒中尼龙粉末流动过程进行了DEM数值模拟,校核了所建模型的正确性,并研究了粉体粒径分布对尼龙粉末流动特性的影响规律. 研究表明,尼龙粉末黏附力是静电力与范德华力的共同作用结果;随着粉体粒径的增大,尼龙粉末崩塌角增大,流动性增强;相对于高斯粒径分布,粒径均匀分布的尼龙粉末颗粒流动性更强. 研究结果可指导SLS中铺粉工艺的优化.      

温成形摩擦界面粉末润滑层宏微观特性的试验研究

温成形时加入润滑剂,可提高产品质量,降低变形力,延长模具的使用寿命.不同温度下润滑剂的性能不同,也影响加工界面的摩擦特性.通过将松散的石墨粉导入到面接触摩擦副间隙中,可以在轴向载荷和剪切力作用下形成减摩性能良好的粉末层,实现高温和高压成形过程的良好润滑.采用多功能摩擦磨损试验机研究温度对温成形粉末润滑界面的影响,对粉末润滑润滑的摩擦副表面进行电子显微镜观察、三维轮廓分析、能谱分析、元素含量分析及拉曼分析,获得温度影响温成形摩擦特性的现象和机理.结果表明:温度对温成形中粉末润滑界面的摩擦特性有很大影响,不同温度下摩擦系数发生改变,而粉末润滑层的平整性、完整性以及石墨有序化程度也随温度改变,而这些因素都是温度改变粉末润滑效果的内在原因.     

尼龙粉末在SLS预热温度下的离散元模型参数确定及其流动特性分析

尼龙粉末是增材制造中常用的粉体材料,温度对其流动性有重要影响.探索尼龙粉末增材制造预热温度下的流动性是研究选择性激光烧结(selective laser sintering, SLS)工艺中粉体铺展成形的基础.选取SLS技术中的尼龙粉末为原材料,采用离散元数值方法,研究尼龙粉末的流动行为,是增材制造工艺数值模拟和铺粉工艺优化的研究热点.以Hertz-Mindlin模型为基础,基于Hamaker理论模型和库伦定律,在尼龙粉末的接触动力学模型中引入范德华力和静电力,建立预热温度下尼龙粉末流动的离散元模型(discrete element method,DEM),通过对比相应实验结果,标定了该模型的参数.对加热旋转圆筒中尼龙粉末流动过程进行了DEM数值模拟,校核了所建模型的正确性,并研究了粉体粒径分布对尼龙粉末流动特性的影响规律.研究表明,尼龙粉末黏附力是静电力与范德华力的共同作用结果;随着粉体粒径的增大,尼龙粉末崩塌角增大,流动性增强;相对于高斯粒径分布,粒径均匀分布的尼龙粉末颗粒流动性更强.研究结果可指导SLS中铺粉工艺的优化.