镍基合金—碳化铬复合涂层耐磨特性的研究

用真空烷烧法在４５＃钢表面制取了镍基合金－碳化铬复合涂层，用扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射仪分析了这种涂层的微观结构，物相组成和性能，并对这种涂层的耐磨性进行了试验研究。     

清水介质条件下天然橡胶磨损45#钢的机理研究

为了提高流体机械和石油机械中橡胶－金属摩擦副的使用寿命，针对目前人们大都只着眼于改善橡胶耐磨性的现状，对清水介质条件下天然橡胶磨损４５＃钢的机理进行了研究．用扫描电子显微镜和Ｘ射线光电子能谱仪，对天然橡胶和４５＃钢表面磨损前后的微观形貌、元素的组成和结合能进行了分析，用傅立叶表面红外分析仪分析了天然橡胶磨损前后表面官能团的变化．结果表明：在给定的试验条件下，天然橡胶磨损４５＃钢的物理过程主要是滞留在摩擦表面的铁屑和添加剂颗粒对钢的微切削作用；摩擦界面发生的力化学反应主要有橡胶表面的分子链力裂解和氧化降解，橡胶大分子自由基与Ｆｅ反应生成Ｆｅ－高分子化合物，橡胶大分子链中的羧基与Ｆｅ的反应，以及Ｆｅ的氧化反应．橡胶磨损４５＃钢的过程是Ｆｅ与橡胶及介质之间发生力化学反应在４５＃钢表面形成化学反应膜，反应膜在微切削作用下脱落造成钢的磨损．这种磨损机理主要属于摩擦界面材料的化学－力学自催化破坏机理     

聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯的磨粒磨损性能与机理研究

为了开发地面机械触土部件用高聚物基复合材料，以９６．５％（ｗｔ）石英砂（粒度４５０－９００μｍ）和３．５％（ｗｔ）膨润土（粒度７６μｍ）作磨料，在ＪＭＭ型转盘式磨粒磨损试验机上对聚四氟乙烯和超高分子量聚乙稀的耐磨粒蘑损性能与淬火回火４５＃钢的进行了对比试验研究，并且通过磨损表面形貌的扫描电子显微镜观察，探讨了这两种高聚物材料的磨损机理，在相对滑动速度为１２３．６ｍ／ｍｉｎ、滑动距离为２５７０８．８ｍ、试样摩擦面与磨粒运动的切向呈３５°角、试样在磨料中的埋入深度为４０ｍｍ的试验条件下，用重量损失和体积损失计量时，尽管超高分子量聚乙烯的耐磨性分别是聚四氟乙烯的８．４２倍和３．７６倍，但与淬火回火４５＃钢相比，其以重量损失计量时的耐磨性是后者的４．０４倍，而以体积损失计量时的耐磨性却不及４５＃钢的５０％，这说明要将超高分子量聚乙烯用于制造地面机械的触土部件，还应设法改善它的耐磨性能。研究表明，导致聚四氟乙烯磨损的重要机制是犁切，导致超高分子量聚乙烯磨损的重要机制是疲劳磨损。     

巴基管增强镍基自熔合金喷涂层在油润滑条件下的摩擦磨损特性

采用氧乙炔火焰喷涂法在45#钢表面制备巴基管增强镍基自熔合金复合喷涂层,并利用激光对所得喷涂层进行重熔处理,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析复合涂层组织结构,在MHK-500型摩擦磨损试验机上测定了油润滑条件下涂层的摩擦学性能.结果表明:激光重熔巴基管增强镍基合金喷涂层均匀、致密且与基体结合牢固;巴基管可以显著提高镍基自熔合金涂层的硬度和在油润滑条件下的耐磨性能,当复合涂层中巴基管质量分数为0.5%时,其耐磨性最佳;巴基管对复合涂层的减摩效果不明显.     

低温离子渗硫层的摩擦学性能研究

采用低温离子渗硫技术在４５＃ 钢和ＧＣｒ１５ 钢表面形成渗硫层,用ＳＲＶ 往复摩擦磨损试验机分别在干摩擦和液体石蜡润滑下对渗硫层的摩擦学性能进行了研究,用ＳＥＭ、ＥＤＡＸ 和ＸＲＤ研究了渗硫层的形貌和结构,并对磨痕的形貌及成分进行了分析．结果表明：渗硫层表面呈多孔结构,由ＦｅＳ和ＦｅＳ２ 硫化物相及基体相组成;在干摩擦和液体石蜡润滑下,渗硫层具有明显的减摩润滑作用,并在一定程度上提高了材料表面的耐磨性,但渗硫层厚度对摩擦系数影响不大;相同试验条件下,ＧＣｒ１５ 钢渗硫层的耐磨性优于４５＃ 钢渗硫层．     

非调质钢35MnVN强化状态的磨料磨损性能研究

利用销－盘式ＭＬ－１０型磨粒磨损试验机，对非调质钢３５ＭｎＶＮ强化状态的磨粒磨损进行了试验研究，结果表明，非调质钢３５ＭｎＶＮ强化状态的硬度虽然比调质处理的４０Ｃｒ钢和４５＃钢的都低，但因其显微组织中的沉积相对提高耐磨性十分有益，而且晶粒细化也有利于提高耐磨性，所以在同样的试验条件下，非调质钢３５ＭｎＶＮ强化状态的耐磨粒磨损性能与４０Ｃｒ钢及４５＃钢调质处理后强化态的耐磨粒磨损性能基本相当，可以替     

非调质钢35MnVN强化状态的磨粒磨损性能研究

利用销－盘式ＭＬ－１０型磨粒磨损试验机，对非调质钢３５ＭｎＶＮ强化状态（淬火＋低温回火）的磨粒磨损性能进行了试验研究．结果表明，非调质钢３５ＭｎＶＮ强化状态的硬度虽然比调质处理的４０Ｃｒ钢和４５＃钢的都低，但因其显微组织中的沉淀相对提高耐磨性十分有益，而且晶粒细化也有利于提高耐磨性，所以在同样的试验条件下，非调质钢３５ＭｎＶＮ强化状态的耐磨粒磨损性能与４０Ｃｒ钢及４５＃钢调质处理后强化态的耐磨粒磨损性能基本相当，可以替代后二者在磨粒磨损工况下使用     

涂铁基非晶涂层的磨粒磨损性能研究

用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备一种高非晶含量的Fe基合金涂层.用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的磨粒磨损性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面进行分析.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,通过Verdon方法对XRD图谱进行Pseudo-Voigt函数拟合,计算得出涂层的非晶相含量约为49%.涂层呈典型的层状组织结构,结构致密,孔隙率低,具有很高的硬度和耐磨性,显微硬度在HV900~1 050范围内,属于硬质涂层.涂层耐磨粒磨损性能为Q235钢的12.2倍.其磨损机制主要为脆性剥落.     

电弧喷涂铁基非晶涂层的磨粒磨损性能研究

用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备一种高非晶含量的Fe基合金涂层.用MLS-225型湿砂橡胶轮磨损试验机评价铁基复合涂层的磨粒磨损性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面进行分析.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,通过Verdon方法对XRD图谱进行Pseudo-Voigt函数拟合,计算得出涂层的非晶相含量约为49%.涂层呈典型的层状组织结构,结构致密,孔隙率低,具有很高的硬度和耐磨性,显微硬度在HV900~1 050范围内,属于硬质涂层.涂层耐磨粒磨损性能为Q235钢的12.2倍.其磨损机制主要为脆性剥落.     

非晶碳氢／非晶硒复印感光体的耐磨及抗擦伤性能研究

为了考察非晶碳氢／非晶硒（ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ）复印感光体的耐磨和抗擦伤性能，用线接触往复滑动摩擦试验，模拟感光体承受的机械摩擦状况，对（ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ）／４５＃钢和ａ－Ｓｅ／４５＃钢试样进行了对比试验研究．结果表明，ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ双层膜的耐磨性和抗擦伤能力均比ａ－Ｓｅ单层膜的好．扫描电子显微镜观察发现：在给定的试验条件下，双层膜中只有ａ－Ｃ∶Ｈ膜产生了磨痕，而ａ－Ｓｅ膜保持完好；相反，无ａ－Ｃ∶Ｈ膜保护的ａ－Ｓｅ单层膜的擦伤严重，而且在ａ－Ｓｅ涂层磨痕处的Ｘ射线能量色散谱中显示有微量的基体金属元素Ｆｅ存在．根据ａ－Ｃ∶Ｈ膜中原子团的红外光谱分析结果，还对ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ双层膜良好的摩擦磨损性能作了解释：比较软的ａ－Ｓｅ膜延缓了比较硬的ａ－Ｃ∶Ｈ膜的损伤破碎，前者在后者与硬钢基体间起着固体润滑作用，这是软夹层固体润滑机制     

一种自润滑镍基合金显微组织和相结构分析

为了进一步优化研制的含硫高温自润滑镍基合金的综合性能，以将其应用于新型高效热引擎和推进系统为目的，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针和Ｘ射线衍射仪等，对一种铸态的含硫高温自润滑镍基合金的显微组织和相结构进行了分析．结果表明：这种合金主要由以合金元素Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ和Ｍｏ等固溶强化的镍基固溶体基体相、硫化物相Ｃｒ３Ｓ４和复合碳化物相（Ｍｏ０．９Ｃｒ０．１）２Ｃ所组成，具有三元共晶组织特征的显微组织；这种合金的摩擦磨损性能良好，但因Ｃｒ３Ｓ４多呈粗大网状分布，故其强度和冲击韧性都比较差．这为通过调整合金的成分和制备工艺，或采用适当的热处理及后加工工艺改善合金的性能提供了科学依据     

电刷镀镍/镍包纳米Al_2O_3颗粒复合镀层微动磨损性能研究

应用电刷镀技术制备了含有镍包纳米 Al2 O3颗粒的镍基复合镀层 .与快速镍镀层对比考察了该复合镀层高温硬度的变化 ,同时还从微动磨损角度考察了该复合镀层耐磨性和摩擦系数的变化 .结果表明 :与快镍镀层相比 ,镍 /镍包纳米 Al2 O3复合镀层具有更高的高温硬度和更好的抗微动磨损性能 ;复合镀层在 40 0℃左右表现出较明显的强化趋势 ,具有较好的综合性能 ;纳米 Al2 O3颗粒使复合镀层的结构致密和细化 ,在磨损过程中起到了一定的减轻粘着和降低摩摩的作用 ;复合镀层的微动磨损机理主要为粘着磨损 .     

电刷镀镍／镍包纳米Al2O3颗粒复合镀层微动磨损性能研究

应用电刷镀技术制备了含有镍包纳米Al2O3颗粒的镍基复合镀层。与快速镍镀层对比考察了该复合镀层高温硬度的变化,同时还从微动磨损角度考察了该复合镀层耐磨性和摩擦系数的变化。结果表明：与快镍镀层相比,镍／镍包纳米Al2O3复合镀层具有更高的高温硬度和更好的抗微动磨损性能;复合镀层在400℃左右表现出较明显的强化趋势,具有较好的综合性能;纳米Al2O3颗粒使复合镀层的结构致密和细化,在磨损过程中起到了一定的减轻粘着和降低摩擦的作用;复合镀层的微动磨损机理主要为粘着磨损。     

Cu14Al4.5FeNi合金等离子涂层边界润滑摩擦磨损特性

新型铜基模具材料的脆性比较大,导致了材料加工费用高、安装难,影响新型铜基模具材料在工业中的应用,这些问题可以通过热喷涂的办法来解决。采用等离子喷涂方法在45号钢表面制取Cu14Al4.5FeNi喷涂层,20#边界润滑条件下,与Cu14Al4.5FeNi合金进行摩擦性能及耐磨性对比试验。利用XRD分析喷涂层及合金的相结构,SEM和EDS 等技术分析合金与喷涂层表面组织及磨损形貌。结果表明, 等离子喷涂层由于快冷抑制了共析（α+γ2）相,组织均匀细化,晶粒中的γ2相和晶内析出的k相使合金及涂层硬化。边界润滑条件下,Cu14Al4.5FeNi合金及其喷涂层的磨损方式以磨粒磨损和黏着磨损为主。在低载荷条件下,喷涂层表现出了比Cu14Al4.5FeNi合金更加优越的耐磨性能;在高载荷条件下（压力大于等于6.4 MPa）,喷涂层的摩擦系数和磨损量增加。因此铁基体上等离子喷涂Cu14Al4.5FeNi铜合金粉末涂层可以替代低载荷摩擦环境下的Cu14Al4.5FeNi合金。     

羟基硅酸镁复合粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的抗磨自修复机理

以羟基硅酸镁复合矿物粉体作为润滑油添加剂,采用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了45^#钢摩擦副的减摩抗磨性能;采用扫描电子显微镜观察了钢环磨损表面和润滑油所含添加剂颗粒的形貌,采用能谱仪分析了钢环磨损表面成份,采用表面形貌仪测定了钢环磨损表面粗糙度,进而探讨了复合矿物粉体添加剂的抗磨自修复机理.结果表明:羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂对钢-钢摩擦副具有良好的减摩抗磨作用.在基础油(46^#机油)润滑条件下,随着载荷的增加,磨损机制由轻微擦伤转变为严重擦伤和黏着磨损.在含添加剂的油润滑条件下,较低载荷下钢环磨损表面发生轻微擦伤,且擦伤程度比基础油润滑下的更轻;而在较高载荷条件下钢环磨损表面非常光滑,呈现轻微的黏着磨损迹象.其原因在于在较低载荷条件下,添加剂在摩擦过程中可发生团聚形成大小不一的球状团聚体,球状团聚体可起到微球轴承的作用,使钢-钢摩擦副由滑动接触状态转变为滚动接触状态,从而显著降低摩擦系数,提高抗磨性能.而在较高载荷下,羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂易在钢-钢摩擦副磨损表面形成自修复抗磨层,从而隔离金属表面的直接接触,起到良好的减摩抗磨作用.     

稀土金属Y对真空熔结Ni基涂层显微组织和耐磨性的影响

研究了稀土金属Y对真空熔结Ni基合金涂层显微组织及化学组成、硬度和耐磨性的影响.结果表明:稀土金属Y可以改善真空熔结Ni基合金涂层的显微组织,阻碍针状相的析出,细化球状相,减轻碳钢母材中Fe对Ni基合金涂层的"稀释"作用,降低Ni60涂层中Fe的含量,提高Ni、Cr元素的含量;与此同时,稀土金属Y可明显提高Ni60涂层的硬度和耐磨性,降低摩擦系数,使Ni60涂层由微观犁沟和微观断裂剥落磨损形式转变为单一的微观犁沟磨损.     

铸造锌-石墨复合材料的摩擦学特性

作者以高铝锌基合金ZA-27为基体,使之与石墨在熔融状态下复合成为均匀浆料,经过挤压铸造成型,得到了几种石墨含量不同的锌-石墨复合材料。微观结构分析结果表明,金属-石墨界面结合状态良好,石墨分布均匀。这种材料在石墨含量低于5％(wt,下同)时的承载能力比青铜ZQSn6-6-3的高。其线膨胀系数随着石墨含量的增加而下降。在本试验条件下,随着石墨含量的增加,复合材料进入稳定磨损阶段所需要的时间缩短,滑动过程的平稳性增大,摩擦表面温度降低,摩擦系数明显下降,磨损率减小;在石墨含量达到6.2％时,锌-石墨复合材料的减摩性。耐磨性和相对抗咬合性都远比基体合金ZA-27的好,表明锌-石墨复合材科是一种新型的具有良好开发应用前景的减摩耐磨材料。     

硫化烯烃在镍基电刷镀层表面的作用机理

利用球－盘式摩擦磨损试验机，研究了润滑油极压抗磨添加剂硫化烯烃在Ｎｉ－Ｐ电刷镀层和Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ电刷镀层表面的作用效果，并且利用Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪分析了各摩擦表面边界润滑膜的成分和结构，进而分析讨论了添加剂硫化烯烃在这２种镀层摩擦表面的作用机理．结果表明，在基础油液体石蜡中添加适量的硫化烯烃润滑时，Ｎｉ－Ｐ镀层的承载能力显著提高，Ｎｉ－Ｐ镀层和Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ镀层的磨损率都明显降低．硫化烯烃在镀层摩擦表面反应生成的ＮｉＳ膜具有良好的极压、抗磨和一定的减摩作用     

镍合金基自润滑复合材料的研究

作者根据发动机配气阀座在高温、高压、高速等苛刻条件下使用的技术要求,以摩擦学原理为指导进行配料,利用粉末冶金热压成型工艺制备出含银和石墨的镍合金基自润滑复合材料,并由该材料制作配气阀座实现其自润滑。研究结果表明,所研制的3种镍合金基自润滑复合材料都可顺利通过一个全程430秒的马力试验而毫无开裂,其中镍合金:银:石墨—70:15:15②材料具有机械强度高、摩擦系数低、耐磨性好、组织均匀、性能稳定、重现性好、易机加工和成品率高等优点,可连续运行3个全程以上,与其对摩的TZM合金阀体也可运行3个全程以上,它们的总磨损量均在机加工公差范围内。本文报道的是一项开创性的工作,在高温耐磨自润滑材料的研制方面开辟了一条新的技术途径,具有明显的技术和经济效益。     

原位合成M23C6-WC双相碳化物协同增强激光熔覆层摩擦磨损行为的研究

选用W-Fe60-C合金粉末作为原材料,利用激光熔覆技术以最佳工艺参数(激光功率1.5 kW、扫描速度4 mm/s和送粉率10 g/min)在16Mn钢表面制备M₂₃C₆-WC (M: Cr, W, Fe)双相碳化物增强铁基熔覆层,并对其微观结构与物相进行表征,以及在商用铁基合金数据库的基础上,使用Thermo-Calc软件进行热力学计算来研究熔覆层的凝固过程. 此外,还对比研究了纯Fe60合金熔覆层、WC增强铁基熔覆层和M₂₃C₆-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的显微硬度和摩擦磨损行为. 结果显示:M₂₃C₆-WC双相碳化物增强铁基熔覆层主要以α-Fe枝晶为基体、W、WC和M₂₃C₆复合碳化物为增强相. M₂₃C₆碳化物以连续网状结构分布在α-Fe枝晶间,WC颗粒以残留W为形核核心生长成块状分布在熔覆层中. 微观结构结合热力学计算结果表明:激光熔覆过程中M₂₃C₆-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的凝固过程为液态+W→液态+W+WC→液态+W+WC+γ-(Fe,Ni)枝晶→W+WC+γ-(Fe, Ni)枝晶+M₂₃C₆→W+WC+α-Fe枝晶+M₂₃C₆. 根据显微硬度和磨损率测试可知:M₂₃C₆-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的平均显微硬度为835.3 HV_0.5,比纯Fe60合金涂层(604.6 HV_0.5)和WC增强铁基熔覆层(658.9 HV_0.5)分别增加了约230 HV_0.5和180 HV_0.5. M₂₃C₆-WC双相碳化物增强铁基熔覆层的磨损率为3.44×10?6 mm3/(N·m),比纯Fe60合金熔覆层[8.51×10?5 mm3/(N·m)]和WC增强铁基熔覆层[7.98×10?6 mm3/(N·m)]分别减少了约24.7倍和2.3倍.