等离子喷涂碳化铬—镍铬涂层的摩擦学特性

在发展新型高效节能的汽车和飞机发动机用耐磨材料中，碳化铬－镍铬涂层是奶有开发前景的材料之一。为了扩大 种涂层的应用领域并为其应用提供科学依据，用ＭＭ－２００磨损试验机，等离子喷涂碳化铬－镍铬涂层分别与不锈钢、热压烧结Ｓｉ２Ｎ４和石墨组成摩副的摩擦学特性。     

三种结构陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究

对３种结构陶瓷摩擦副－Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ３Ｎ４／Ａｌ２Ｏ３和Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ的干摩擦磨损行为进行了对比试验研究，并且通过扫描电子显微镜和Ｘ射线衍义对试样的磨损表面形貌和磨屑进行了观察与分析，利用射线光电子能谱仪研究了磨屑健能和分析了表面摩化学过程。     

气相润滑下氮化硅磨损行为的研究

在３７０℃于气相润滑下对Ｓｉ３Ｎ４分别与Ｍ５０工具钢和Ｓｉ３Ｎ４对磨时的磨损行为进行试验研究，试验所用润滑剂有三甲苯基磷酸酯，矿物油ＰＲＬ７５５８，油酸和聚酯类合成油ＴＭＰＴＨ，研究结果表明，气相润滑可以有效地降低Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的磨损，Ｓｉ３Ｎ４与钢对磨时的磨损比其与Ｓｉ３Ｎ４对磨时的小；在矿物油中添加少量的三甲苯基磷酸酯，或在矿物油中加入适量的聚酯类合成油，都可以进一步降低Ｓｉ３Ｎ４的磨损，Ｘ射     

聚乙烯醇及磷酸酯气相润滑下氮化硅的磨损特性研究

采用球－三盘磨损试验机在３７０℃，聚乙烯醇及磷酸三甲苯基酯气相润滑下研究了Ｓｉ３Ｎ４与Ｍ５０工具钢对磨时的磨损特性．结果表明：在气相润滑下聚乙烯醇可以有效地降低Ｓｉ３Ｎ４的磨损；在聚乙烯醇中添加少量的三甲苯基磷酸酯可以进一步降低Ｓｉ３Ｎ４的磨损．Ｘ射线光电子能谱分析发现，Ｓｉ３Ｎ４的摩擦表面形成了主要由元素碳、氧和磷组成的固体润滑膜，Ｓｉ３Ｎ４发生了氧化并生成了ＳｉＯ２和—ＳｉＮＯ等化合物，而三甲苯基磷酸酯则在摩擦过程中发生了降解．     

干摩擦条件下Si3N4基和Ti（CN）基陶瓷对1Cr18Ni9Ti不锈钢的磨损机理

研究了Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷和Ｔｉ（ＣＮ）基陶瓷分别与１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢在干摩擦条件下对摩时的磨损行为，并且通过销－盘磨损试验和磨损表面形貌分析等，提出了这２种陶瓷的磨损机理：Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷主要是在磨损表面发生偶件材料１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ粘着层的粘着与剥落，同时陶瓷中的Ｓｉ向粘着层发生扩散转移，并在粘着层表面下２０～３０μｍ深度范围内产生裂纹和断裂而导致磨损；Ｔｉ（ＣＮ）基陶瓷在发生粘着层的粘着与剥落的同时，还由于摩擦温度很高引起陶瓷表面熔化，熔融状的陶瓷被挤走或冷凝收缩产生裂纹和断裂而导致磨损     

四种陶瓷材料与SUS304不锈钢的高温摩擦学特性研究

为了探索陶瓷与金属组合作为高温润滑材料的可能性，利用端面摩擦磨损试验机测定了４种陶瓷ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３和ＺｒＯ２与ＳＵＳ３０４不锈钢在室温至５００℃下的摩擦学性能．摩擦试验结果表明，ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４和Ａｌ２Ｏ３在低于２００℃时的摩擦系数稳定且都低于０．２，但在２００℃以上时的摩擦性能却都不稳定，摩擦系数在０．２－０．４之间；ＺｒＯ２在２００℃以下时的摩擦性能不稳定，而在２００℃以上时的摩擦系数低于６．２且较稳定。磨损试验结果表明，在４种陶瓷中ＺｒＯ２的磨损率最低［－２．６０×１０－９ｍｍ３／（Ｎ·ｍ）］，ＳｉＣ和Ｓｉ３Ｎ４的磨损率居中［分别为１．８０×１０－６ｍｍ３／（Ｎ·ｍ）和４．４０×１０－６ｍｍ３／（Ｎ·ｍ）］，Ａｌ２Ｏ３的磨损率最高［３．６４×１０－５ｍｍ３／（Ｎ·ｍ）］；分别与这４种陶瓷对磨的不锈钢的磨损率都高［１．４０×１０－５－４．５２×１０－５ｍｍ３／（Ｎ·ｍ）］．     

聚乙烯醇及碳酸酯气相润滑下氮化硅的磨损特性研究

采用球－三盘磨损试验机在３７０℃，聚乙烯醇及磷酯三甲苯基酯气相润滑下研究了Ｓｉ３Ｎ４与Ｍ５０工具钢对磨时的磨损特性。结果表明：在气相润滑下聚乙烯醇可以有效地降低Ｓｉ３Ｎ４的磨损。     

Si3N4陶瓷与灰铸铁配副的摩擦学性能

在Ｍ－２００磨损试验机上于无润滑、蒸馏水润滑、乳化液润滑和１０＾＃机构油润滑４种条件下，对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷分别与灰铸铁ＨＴ和Ｔ８钢配副进行了摩擦损性能的对比试验研究。结果表明：Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与灰铸铁ＨＴ配副时的摩擦因数和磨损体积在几种润滑环境中均表现出同样的顺序     

一种铈（Ⅲ）配合物对含石墨粘结涂层耐蚀性的影响

为了改善含石墨粘结涂层的耐蚀性，首先对这种涂层在腐蚀环境中耐蚀性差的原因进行了分析，然后将二正丁基磷酸、ＣｅＦ＿３、Ｓｂ＿２Ｏ＿３和一种Ｃｅ（Ⅲ）配合物Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２分别添加于酚醛环氧－ＭｏＳ＿２－石墨粘结涂层中，考察了它们对这种涂层耐蚀性的影响，并对含Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２的涂层和空白样涂层进行了表面分析。盐雾试验表明，添加Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２可以有效地抑制涂层中ＭｏＳ＿２的氧化和由石墨所引起的金属底材之电化学腐蚀；根据Ｘ射线光电子能谱分析结果可知，添加Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２之所以能够提高含石墨粘结涂层的耐蚀性，应当归因于它在ＭｏＳ＿２晶体表面和金属底材表面的吸附。因此，Ｃｅ（Ⅲ）配合物Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２是含石墨粘结涂层的一种实用性能良好的新型防腐添加剂。     

二氧化钛薄膜材料的制备及其摩擦学研究

利用溶胶－凝胶法（Ｓｏｌ－ｇｅｌ）制备了单层及双层ＴｉＯ２薄膜材料,分析结果表明所制薄膜主要由非晶ＴｉＯ２纳米颗粒组成,单层及双层ＴｉＯ２与钢球及Ｓｉ３Ｎ４陶瓷球对摩在轻载荷（３Ｎ）下具有良好的减摩与抗磨性能,与钢球对摩时失效循环次数分别为３７６和１８５６,与陶瓷球对摩时失效循环次数分别为２２８０和２３４３,玻璃基片主要发生脆性裂纹及严重的磨粒磨损,ＴｉＯ２薄膜则发生塑性变形及轻微磨粒磨损。     

激光熔敷Cr3Si／Cr2Ni3Si金属硅化物涂层耐磨性与耐蚀性研究

以 Cr- Si- Ni预合金化粉末为原料 ,采用激光熔敷技术在 1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备出以金属硅化物 Cr3Si为增强相、以复杂多元金属硅化物 Cr2 Ni3Si为基体的快速凝固金属硅化物冶金涂层 ,在滑动磨损条件下评价了其耐磨性能 ,并采用阳极极化方法分别评价了该涂层在 0 .5 mol/L 的 H2 SO4 及 3.5 % Na Cl溶液中的电化学耐蚀性能 .结果表明 ,在滑动磨损条件下 ,所研制的涂层具有优异的耐磨性能 ,在 0 .5 mol/L的 H2 SO4 及 3.5 % Na Cl水溶液中具有优良的电化学耐蚀性能 ,这归因于其组成相 Cr3Si及 Cr2 Ni3Si的优异耐磨耐蚀性 ,以及非平衡快速凝固过程导致的组织细化、致密化和均匀化 .     

干摩擦条件下Si_3N_4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副的摩擦学特性研究

利用MMU-5G销-盘式端面磨损试验机考察了干摩擦条件下Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副时的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、激光扫描显微镜(LSM)、X光电子能谱仪(XPS)、X射线能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)分析摩擦面以及磨屑的形貌和物质组成.结果表明:Si3N4-hBN/1Cr18Ni9Ti摩擦副的摩擦系数随hBN含量的增加而降低,当hBN体积含量为30%时,摩擦系数降至0.03,Si3N4-hBN复合陶瓷的磨损率接近于零.在干摩擦条件下,Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副时,摩擦表面上形成含SiO2、B2O3和Fe2O3的表面膜,起到良好的减摩作用.     

激光熔覆Cuss/Cr5Si3金属硅化物复合涂层组织及耐磨性的研究

利用激光熔覆技术在奥氏体1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备出由Cuss增韧铜基固溶体(Cr5Si3)金属硅化物新型耐磨复合涂层,分析了其显微组织,并在室温干滑动摩损条件下评价其耐磨性能.结果表明:涂层中高硬度耐磨相Cr5Si3得到Cuss基体的有力支撑,同时由于Cuss的高导热、低摩擦及自润滑效果,使得复合涂层在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能;随着铜基固溶体体积分数增加,涂层的硬度和耐磨性明显降低.     

等离子喷涂Al2O3/TiO2陶瓷涂层在液态石蜡润滑下的摩擦磨损性能研究

利用纳米和微米结构Al2O3/TiO2喂料制备出2种陶瓷涂层,考察了这2种涂层在液体石蜡润滑下与不锈钢球摩擦副的摩擦磨损性能,并探讨了2种涂层的磨损机理.结果表明:液态石蜡润滑能有效降低纳米Al2O3/TiO2涂层与不锈钢球摩擦副的摩擦系数和磨损率,但是对微米涂层的润滑效果不明显.纳米涂层的摩擦系数仪为微米涂层的1/3,而磨损率则降低了70倍以上.纳米涂层的磨损机制在低载荷下是轻微的黏着磨损,高载荷下则是摩擦抛光,而微米涂层的磨损机制是晶粒脆性断裂.     

球形WC增强铁基复合等离子堆焊层的组织与摩擦学性能

为提高304不锈钢的摩擦学性能,将质量分数为30%和60%的球形WC添加到铁基复合粉末,采用等离子堆焊技术在其表面制备了WC增强铁基复合涂层.分析其显微组织结构、物相和显微硬度,在恒定载荷(50 N)和滑动速度(20 mm/s)下进行干摩擦磨损试验,研究其干滑动摩擦学性能.结果表明:富含Cr的固溶强化奥氏体、高硬度的Cr7C3和WC增强相的存在,提高了WC增强铁基堆焊层的硬度,30%WC和60%WC涂层的显微硬度达到HV0.2665和HV0.2724,比铁基涂层提高了21.1%和31.9%,是304基体的3.7和4倍;30%WC和60%WC涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.59和2.639×10~(–6) mm~3·N~(–1)·m~(–1),0.42和1.111×10~(–6) mm~3·N~(–1)·m~(–1).30%WC和60%WC涂层均表现出优异的耐磨性能,其磨损机理分别为黏着磨损和二体磨粒磨损的混合机制,和三体磨粒磨损.     

超高分子量聚乙烯及其纳米Al2O3填充复合材料摩擦磨损性能研究

采用MM - 2 0 0型摩擦磨损试验机考察了载荷及对摩偶件表面SiC粒度对超高分子量聚乙烯及其纳米Al2 O3填充复合材料摩擦磨损性能的影响 ,利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析了其磨损机理 .结果表明 :纳米Al2 O3 可以提高超高分子量聚乙烯的硬度及抗磨粒磨损性能 ;随着载荷的增大 ,超高分子量聚乙烯及纳米填充复合材料的磨损加剧 ;纳米Al2 O3 填充超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦系数较超高分子量聚乙烯的略有增大 ;纳米Al2 O3 含量的增加有利于超高分子量聚乙烯复合材料抗磨粒磨损性能的提高 ;偶件表面喷涂SiC粒度的大小对超高分子量聚乙烯及其纳米Al2 O3 填充复合材料的磨损影响较大     

纳米Si_3N_4填充聚双马来酰亚胺摩擦磨损性能研究

采用浇铸成型法制备纳米 Si3 N4颗粒填充聚双马来酰亚胺复合材料 ,考察了纳米 Si3 N4质量分数分别为 0 .5 %、1.0 %、1.5 %及 2 .0 %的复合材料的摩擦学性能 ,并用扫描电子显微镜对磨损表面形貌和磨屑进行了分析 .结果表明 ,纳米 Si3 N4颗粒对聚双马来酰亚胺的摩擦磨损性能具有明显的改性作用 ,尤其是当纳米 Si3 N4的质量分数为 1.5 %时 ,复合材料的摩擦磨损性能最佳 ,摩擦系数降为 0 .2 5 ,磨损率降低 72 %     

等离子喷涂纳米和常规喂料WC—Co涂层在干摩擦和水环境中的摩擦磨损性能研究

采用大气等离子喷涂法分别以纳米和常规喂料制备出2种WC—Co涂层，在SRV摩擦磨损试验机上考察了2种涂层在干摩擦和水环境中的摩擦磨损性能．结果表明：在干摩擦和水环境中，纳米WC—Co涂层的摩擦系数和磨损率均小于常规WC—Co涂层；纳米和常规WC—Co涂层的磨损机制差异不大，在干摩擦下其磨损机制主要以粘着磨损、剥落和磨粒磨损为主；在水环境中，WC—Co涂层与Si3N4配副时的摩擦系数和磨损量较与不锈钢球配副时高，2种摩擦副的磨损机理有所不同，前者主要以剥落和疲劳磨损为主，后者主要以粘着磨损为主，伴有轻微的磨粒磨损．     

火焰喷涂ETFE涂层的干摩擦磨损性能研究

采用火焰喷涂技术制备了乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）涂层。利用红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪(DSC) 及摩擦磨损试验机考察了涂层的结构、热性能及摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜（SEM）对涂层的磨损表面形貌进行分析。结果表明： ETFE粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化、降解反应;在摩擦载荷为20~120 N及摩擦速度为20~120 r/min的干摩擦条件下,涂层的摩擦系数为0.25~0.34,磨损量为0.006 8~0.157 8 g/(N?m);SEM分析表明涂层的磨损机制主要为塑性变形、疲劳磨损和轻微的黏着磨损。     

不锈钢腐蚀磨损过程中形变强化能力的研究

用ＡＩＳＩ３０４钢与Ｃｒ－Ｍｎ－Ｎ双相不锈钢进行了磨损和腐蚀磨损试验，测定了磨损和磨蚀的体积损失随载荷及接触应务的变化关系及磨痕的显微硬度，观察了磨痕形貌及Ｃｒ－Ｍｎ－Ｎ双相不锈钢形变引起的位错滑移及增殖。结果表明，双相Ｃｒ－Ｍｎ－Ｎ不锈钢具有较强的形变强化能力，良好的耐磨性和耐腐蚀性。在不降低合金耐蚀性的前提下，利用合金本身的形变强化能力提高其耐磨蚀性能，是一种开发磨蚀合金的有效途径。