高温三体磨料磨损试验机的研制

研制了一台高温三体磨料磨损试验机，可用以模拟研究高温氧化腐蚀和磨料磨损交互作用。该试验机在７００￣９００℃温度范围内具有良好的数据重现性。     

两体磨料磨损的三维动态模拟

概述了目前存在的几种两体磨料磨损的数学模型。将Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法怀数值模拟相结合,提出了一个新的三维仿真模型。运用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法随机选取磨粒的形状参数,采用打靶法生成随机的磨粒表面,采用网格剖分法记忆被磨表面的外形,为脊的处理以及磨损量的计算提供了一种的新方法,在三维空间内模拟了多个磨粒同时参与磨损的随机的动态磨损过程。将模拟结果和碳钢系列材料的试验结果以及其他研究者的模拟结果     

二体磨料磨损犁沟及脊的三维有限元动态模拟

选用20#钢、45#钢、T8钢3种材料作为研究对象,利用三维有限元法动态模拟刚性球形磨粒在弹-线塑性平板上的压入-划动过程,所用磨粒半径为0.15mm,试样尺寸为1.2mm×1.2mm×3.0mm,划动距离1.2mm;采用ANSYS/LS-DYNA软件对每种材料在压入深度0.01～0.10mm范围内进行10次动态模拟.为验证模拟的有效性,在改装的HX-200型显微硬度计上进行单磨粒划伤试验,用OLS-1100型非接触式三维激光共聚扫描电子显微镜分析了相应的犁沟和脊.结果表明,模拟结果与试验结果相吻合,能够重现碳钢材料在磨损过程中的塑变行为,进而通过提取犁沟脊表面的节点坐标值,对材料犁沟两边塑变脊进行量化分析,得到脊形貌尺寸随磨粒压入深度、压入宽度和材料性能变化的规律,并建立了适用于碳钢系列材料塑变脊形貌与磨粒压入深度和宽度的关系曲线.     

角切式破碎机破碎手机边框板刀具磨损性能的研究

采用表面形貌仪研究了角切式破碎机破碎手机边框板(废印刷电路板)动刀和静刀刃口的磨损情况.结果表明,动刀和静刀受到磨料磨损和冲击剪切破坏,其中动刀磨料磨损程度比静刀大,静刀受冲击剪切破坏比动刀大.     

仿生棱纹几何结构表面的土壤磨料磨损

利用逆向工程技术,对栉孔扇贝壳外表面几何结构进行扫描测量和处理并获得数据点云,采用最小二乘法拟合数据而设计了3种分布的棱纹型仿生几何结构表面,与相同材料和基本尺寸平板试样对比,在转盘式土壤磨料磨损试验机上进行磨料磨损试验.结果表明:栉孔扇贝壳外棱纹轮廓几何结构表面具正弦函数特征;棱纹轮廓方程为f(x)=3sin(0.4x),棱纹高度为3mm,棱纹底宽为7.854mm.棱纹间距分别为15.71mm、12.56mm和9.42mm的3种仿生棱纹型几何结构表面的耐磨性能均优于平板;相对于平板试样,在相对滑动速度为1.68m/s时,棱纹型仿生几何结构表面的磨损质量损失减少29.84%～43.28%;在相对滑动速度为2.35m/s时,棱纹型仿生几何结构表面的磨损质量损失减少16.23%～21.91%.这是由于仿生棱纹结构能够改变磨料在磨损表面流场的接触和运动状态,增加剪切层厚度,减小剪切层内的磨料密度,改变磨粒的运动轨迹,从而提高其耐磨性.     

复合工况条件下刮板输送机运料中板磨损行为研究

针对实际工况、环境介质综合影响刮板输送机运料中板磨损行为的复杂问题,开展中板与煤、矸石、水等混合物料的磨损试验,利用统计学原理、交互作用技术和现代摩擦学理论对获得的试验数据进行研究与分析.结果表明:中板磨损量随接触压力、滑动速度的增加而增加;在接触压力、滑动速度一定的情况下,磨损量随水、煤、矸石中的水的比例升高而减少;中板的磨损形式主要为磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损,分布在磨损机制分布图的轻度、中度及重度破坏区内.     

材料磨损研究的进展与思考

阐述了材料磨损理论和抗磨损技术研究的进展,分析了磨损损伤特征和复杂性,着重讨论了磨屑形成机制,指出疲劳机制研究具有重要意义,并就今后材料磨损研究提出了若干建议.     

第22届材料磨损国际会议的简要评述

本文中对第22届材料磨损国际会议进行了总结与评述,对大会涉及到的传统磨损、表面技术、聚合物、腐蚀磨损、金属磨损、模型仿真和磨损检测等多个领域的最新进展做出了简要的概括,对今后摩擦学领域的研究重点进行了展望.      

第21届材料磨损国际会议的总结评述

本文作者总结了第21届材料磨损国际会议概况,对研究最为活跃的滑动磨损、磨粒磨损、腐蚀、润滑、磨损建模与模拟、生物摩擦学以及高分子及高分子基复合材料磨损等研究领域的最新进展进行了评述.基于对本次会议报告的总结和概括,本文作者提出未来可能的研究重点:在生物摩擦学方面与人体疾病相关的组织、器官摩擦学性能值得重点关注;传统摩擦学研究在重现试验现象与总结试验规律的同时,更应深入地分析、归纳和总结其中包含的摩擦学机理;鉴于摩擦学模型对摩擦机理的深入揭示以及对摩擦学实际工程应用的指导,摩擦学建模值得大力发展.     

用人工神经网络预测摩擦学系统磨损趋势

人工神经网络具有高度的并行分布式、联想记忆、自组织及自学习能力和极强的非线性映射能力，在许多领域显示了广阔的应用前景．但是，将神经网络用于摩擦学行为预测的研究报道却还鲜见．在对基于神经网络的单变量时间序列预测方法与过程进行分析之后，提出了摩擦学系统磨损趋势神经网络预测模型．采用定量铁谱参数中的总磨损Ｑ作为预测磨损趋势的特征参数，讨论了磨损趋势神经网络预测的单步预测法和多步预测法，并用其对ＣＤ４０齿轮泵的磨损趋势进行了预测，预测值与实测值吻合较好     

一种搪瓷涂层的磨料磨损性能研究

利用转盘式磨料磨损试验机考察了非晶态搪瓷涂层的磨料磨损性能,并分析了磨损机理。结果表明：搪瓷涂层磨损受磨料颗粒的种类及尺寸以及滑动速度的影响,其磨损机制主要为脆性剥落;这种脆性剥落源于滑动过程中涂层磨损表面的裂纹形成及其扩展。     

几种不同硬度材料的滑动磨粒磨损特征

在工程应用的许多场合中，往往同时存在着磨粒分别在表面滚动与滑动造成的两种磨损形式；因此，滑动磨粒磨损也是一种常见现象，但目前所悉对其研究的文献报道却还甚少。通过往复式滑动磨损试验机对几种不同硬度材料与ＳｉＣ磨粒配磨时的滑动磨粒磨损研究发现，在给定的试验条件下，材料的表面硬度是影响耐磨性的主要因素。当材料的表面硬度高于７３４ＨＶ时，其耐磨性对硬度变化的敏感性很大。例如，当硬度从７３４ＨＶ仅增加到８３０ＨＶ时，材料的耐磨性就可以提高近一倍，但磨报表面粗糙度却略有增大。此时的磨损机制为微切削．在材料的表面硬度低于７３４ＨＶ时，硬度对材料耐磨性的影响较小，如在硬度从３１７ＨＶ增大到７３４ＨＶ的情况下，耐磨性仅能提高约５０％，但磨损表面粗糙度的降低很快，此时的磨损机制以微切削为主，还伴随有应变疲劳剥层。因此，在许多工程应用中，追求材料表面的高硬度是获得理想使用寿命的关键。     

Cu-Al-Be形状记忆合金湿磨粒磨损性能研究

采用销-盘式二体磨损试验研究了CuAlBe形状记忆合金的湿磨粒磨损行为．结果表明，CuAlBe形状记忆合金的磨损性能不完全取决于材料硬度，具有热弹性马氏体组织的A合金的抗磨性优于高硬度B合金．在湿磨粒磨损条件下，A合金具有β′1 β双相组织，在磨粒的交变应力作用下，由于β相应力诱发马氏体相变、β′1相马氏体变体择优取向并产生形状记忆效应，使应变弹性回复，并钝化裂纹尖端，使得A合金具有优良的抗磨粒磨损性能．     

聚四氟乙烯纤维织物耐磨材料的摩擦学特性研究

采用 MPX- 2 0 0型、MM- 2 0 0型摩擦磨损试验机和往复摆动磨损试验机考察了聚四氟乙烯纤维织物耐磨材料的摩擦学特性 ,比较了不同聚四氟乙烯纤维含量的织物的磨损性能 ,考察了材料在不同使用条件下的摩擦特性 ;并基于磨损表面形貌分析探讨了其磨损机理 .结果表明 :聚四氟乙烯纤维含量越高 ,摩擦系数和磨损量越小 ;按航空标准 ,经过 2 5 0 0 0次往复摆动磨损试验 ,粘结聚四氟乙烯纤维织物衬套的磨损深度小于 0 .15 mm     

WC／Co硬质合金的磨料磨损性能研究

采用微尺度浆料磨料磨损试验机和钢轮湿磨料磨损试验机,对比考察了不同晶粒尺寸和硬度的ＷＣ／Ｃｏ硬质合金在钢轮湿磨料磨损试验和微尺度浆料磨料磨损试验条件下的磨料磨损性能;同时采用扫描电子显微镜观察分析合金磨损表面形貌,以探讨其磨损机理。结果表明：随着硬质合金试样硬度的增加,其在钢轮湿磨料磨损试验条件下的抗磨能力明显增强;而在微尺度浆料磨料磨损试验条件下,即ＷＣ晶粒粒度与磨料相对尺寸相近时,合金的磨损体积损失与其硬度之间无明显相关性,此时ＷＣ晶粒尺寸是影响硬质合金磨料磨损性能的主要因素,ＷＣ／Ｃｏ硬质合金的主要磨损机理为ＷＣ晶粒的断裂和剥落。     

Al2O3纤维及炭纤维增强ZL109混杂复合材料磨粒磨损行为

利用挤压铸造法制备了Al2O3纤维及炭纤维增强ZL109混杂复合材料(Al2O3 Cf／ZL109)，考察了该混杂复合材料的磨粒磨损行为．结果表明：就砂纸粒度对复合材料抗磨粒磨损性能的影响而言，存在砂纸粒度的临界区域；Al2O3纤维有利于提高混杂复合材料的抗磨粒磨损性能，而炭纤维不利于提高复合材料的抗磨粒磨损性能，其中(12％Al2O3f 4％Cf)／ZL109混杂复合材料的抗磨粒磨损性能最佳．     

颗粒增强铁基复合材料的三体磨料磨损性能

采用普通铸渗工艺制备了具有蜂窝型陶瓷芯板的WC颗粒增强高铬铸铁基复合材料,陶瓷芯板厚度达到15~20 mm.通过金相显微镜、XRD等分析手段研究了复合材料界面结构及物相组成,由于WC颗粒边缘与高温铁水发生溶解扩散反应形成过渡层,使得基体与增强颗粒之间形成了良好的冶金结合.利用三体磨料磨损试验机测试了带有蜂窝孔复合材料的磨损性能,结果表明:磨损过程中,复合材料体积磨损量随着磨损过程的进行逐渐减少;复合材料的三体磨损性能与热处理态高铬铸铁标样相比有较为明显的提高,热处理态与铸态复合材料的耐磨性相差不大.     

深度拉伸塑性变形对0.7%碳钢耐磨性的影响

经过铅浴处理的0.7%碳钢进行冷拉变形,采用扫描电子显微镜观察分析冷拉0.7%碳钢的组织形貌,采用材料拉力试验机和显微硬度计测试0.7%碳钢丝的抗拉强度和显微硬度,采用ML-10型销-盘式磨料磨损试验机考察深度冷拉0.7%碳钢丝在不同磨料磨损工况下的磨损特性,利用扫描电子显微镜观察分析0.7%碳钢磨损表面形貌.结果表明,深度拉伸塑性变形使得0.7%碳钢的组织超细化,大幅提高0.7%碳钢的机械性能.在以氧化铝和石英为磨料工况下,随着0.7%碳钢真应变增加,耐磨性缓慢提高;在以玻璃为磨料工况下,随着0.7%碳钢真应变增加,耐磨性呈现阶段性变化,当变形达到一定程度时,0.7%碳钢的耐磨性大幅提高.在以氧化铝和石英为磨料工况下,其磨损机理以微观切削和犁沟为主;以玻璃为磨料工况下,在低应变阶段,其磨损机理以显微切削为主,在高应变阶段,磨损机理以多次塑性变形和疲劳磨损为主.