几种钢表面离子渗硫层在油润滑条件下的摩擦磨损性能研究

采用低温离子渗硫技术处理高速钢、模具钢和45#钢3种材料,使其表面形成以FeS为主、厚约10μm、由纳米级球状颗粒组成的固体润滑渗硫层,并采用QP-100型摩擦磨损试验机考察了这3种钢表面渗硫层在油润滑条件下的摩擦学性能,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析了渗硫层截面、磨损表面形貌及相结构,利用X射线光电子能谱仪分析了磨痕表面边界润滑膜的化学状态.结果表明,3种钢渗硫后的摩擦学性能均明显改善,不同种类的钢表面渗硫层的摩擦学性能差异主要取决于基体硬度、组织结构及耐蚀性.     

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．     

连续加载条件下纳米Al_2O_3/FeS固体润滑复合涂层的摩擦学性能

在连续加载条件下,考察了纳米Al2O3/FeS固体润滑复合层在不同温度时的减摩抗磨性能;利用X射线光电子能谱(XPS)分析了不同温度下磨损表面所含元素及其化学价态.结果表明:纳米Al2O3/FeS固体润滑复合层在室温至150℃范围内,具有优异的减摩性能和抗磨性能;磨损表面存在S元素,并以硫化物和硫酸盐形式存在,但未发现Al元素,表明磨损表面形成了主要由硫化物和硫酸盐组成的摩擦化学反应膜.     

激光网格化淬火表面渗硫/纳米微粒复合层的摩擦学性能研究

利用MFT-R4000摩擦磨损试验机考察了激光网格化淬火表面渗硫复合层(简称SLD层)和激光网格化淬火表面渗硫/纳米微粒复合层(简称NLD层)在不同试验载荷时的减摩抗磨性能,利用SEM和XPS分析了不同试验条件下磨损表面形貌和所含元素及其化学价态.结果表明:NLD层不仅在重载荷下的减摩性能比SLD层的优异,其在干摩擦条件下的摩擦系数仅为0.075左右,而且在较低试验载荷下具有很长的使用寿命.磨损表面元素分析发现S元素以硫化物和硫酸盐形式存在,但没有发现Si元素,这表明磨损表面形成了主要由硫化物、硫酸盐和氧化物组成的摩擦化学反应膜,而n-SiO2颗粒在摩擦表面可能起到了"微纳滚珠"的作用.     

稀土催化低温熔融渗硫层的摩擦学性能研究

采用稀土催化低温熔融渗硫新工艺在Crl2钢和45^#钢表面获得一定厚度的渗硫层，用X射线衍射仪分析了渗硫层结构；在环-块摩擦磨损试验机上测定了干摩擦条件下渗硫层的摩擦学性能，并利用扫描电子显微镜研究了渗硫层及其磨痕表面形貌．结果表明：渗硫层呈多孔结构，由FeS、FeS2相和基体相组成；渗硫层具有明显的减摩作用，渗硫层的摩擦系数仅为相应无渗层材料的30％左右，其减摩作用同基体硬度及渗层厚度有关．与此同时，渗硫层在一定程度上提高了材料表面的耐磨性；而在相同试验条件下，Crl2钢表面渗硫层的减摩及耐磨性能优于45^#钢表面渗硫层．     

钢表面钼沉积及渗硫复合改性层的摩擦学性能

采用多弧离子镀及低温离子渗硫复合镀渗工艺在45^#钢表面制备了含MoS2的钼基复合表面改性薄膜，在QP-100型球-盘式摩擦磨损试验机上考查了复合薄膜在油润滑条件下的摩擦学性能．用原子力显微镜及扫描电子显微镜观察分析了薄膜表面、截面和其磨损表面形貌及成分，用X射线衍射仪及俄歇电子能谱仪分析了薄膜的相结构及组成元素沿深度分布．结果表明，含MoS2的复合镀渗薄膜由Mo、MoS2及少量FeS组成，其在油润滑条件下同轴承钢对摩时表现出优良的摩擦学性能．     

纳米MoS2薄膜的浸涂—热解法制备和摩擦学性能研究

用浸涂 -热解法在玻璃基底表面制备了纳米 Mo S2 薄膜 ,利用 X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、原子力显微镜、静 -动摩擦系数测量仪和扫描电子显微镜等仪器研究了薄膜的微观结构、表面形貌和摩擦学性能 ,初步探讨了薄膜的摩擦磨损机制 .结果表明 :浸涂 -热解法制备的 Mo S2 薄膜由近似非晶的纳米微晶组成 ,薄膜均匀、致密 ,表面粗糙度小 ;在室温干摩擦条件下 ,Mo S2 薄膜与 GCr15钢球对摩时显示出良好的抗磨减摩性能 ;当负荷为 1.0 N而滑动速度为 90 mm/ min时 ,其耐磨寿命大于 5 0 0 0次 ,摩擦系数最低可达 0 .12 .磨损表面形貌显微分析表明 :在低速和低负荷下薄膜的磨损机制主要是塑性变形和轻微粘着转移 ,而在较负荷和速度下的主要磨损机制为塑性变形和严重剥落     

电解渗硫层的摩擦磨损特性及其在轴瓦轴套上的应用

低温电解渗硫工艺(简称渗硫)是一种电化学反应热处理新技术。处理后的零件表面形成一层固体润滑膜,在干摩擦或油润滑条件下均有优良的耐磨特性。 本文分析了渗硫原理,渗硫组织结构及渗硫层用于轴瓦、轴套的可行性,并着重介绍了渗硫层的摩擦磨损特性。实验及实际应用结果表明,普通灰铸铁(HT20—04)轴瓦、轴套经渗硫后完全可以取代耐磨性较好的铝青铜(2QAl10-3-15)轴瓦、轴套。     

渗硫层与FeS粉末摩擦学机理的对比研究

为了改善GCr15轴承钢在脂润滑条件下的摩擦学性能,通过2种方法将FeS固体润滑材料应用于脂润滑下轴承钢材料的摩擦过程中.通过低温离子渗硫处理在轴承钢表面制取渗硫层;将FeS材料研磨成微米粉末添加到润滑脂中.在球-盘摩擦磨损试验机上对比研究了轴承钢渗硫层和使用FeS微米粉末的摩擦学性能.研究表明:在材料表面制取渗硫层和使用FeS粉末均可有效改善轴承钢在脂润滑条件下的减摩抗磨性能.在较低转速和载荷下,轴承钢表面渗硫层的摩擦磨损性能较使用FeS粉末更好,而在高速重载的工况下,轴承钢表面在使用FeS粉末时体现出更好的抗磨性能.     

两步法制备固体润滑FeS薄膜的摩擦磨损性能研究

通过两步法,即射频溅射Fe膜与低温离子渗硫复合处理工艺,在非黑色金属(单晶硅)表面得到了固体润滑FeS薄膜.利用X射线衍射仪研究了单质Fe膜与FeS薄膜的相结构,利用原子力显微镜和扫描电子显微镜观察分析了FeS薄膜的表面与擦伤磨损表面的形貌,用涂层划痕仪测量了FeS薄膜与基体的结合强度,用纳米压痕仪测定了FeS薄膜的纳米硬度及弹性模量,利用DD-92型摩擦磨损试验机评价了FeS薄膜的摩擦磨损性能.结果表明,两步法制备的FeS薄膜为金属Fe与固体润滑剂FeS共同组成的复合固体润滑薄膜,与其基体结合紧密,具有适当的表面硬度;FeS薄膜具有优异的减摩耐磨抗擦伤性能,摩擦系数与磨损量明显比45#钢原始表面的低,抗擦伤载荷明显提高.     

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     

摩擦-电化学噪声法研究Mo改性钛合金的腐蚀-磨损行为

利用等离子表面改性技术在Ti6Al4V合金基体上制备Mo渗镀复合改性层,考察改性层组织结构,利用微动摩擦学试验机并结合电化学噪声技术对比研究基材及改性层在0.5 mol/L NaCl溶液中的腐蚀-微动摩擦学行为,对腐蚀-摩擦过程中的噪声参数进行分析.结果表明:纯Mo改性层能够明显改善钛合金的耐磨和减摩特性;同时提高了合金在0.5 mol/L NaCl溶液中的自腐蚀电位及降低了腐蚀电流,改善了合金表面的腐蚀-摩擦学性能.     

稀土铈对镍－铜－磷／二硫化钼电刷镀层摩擦学特性的影响

ＭｏＳ２是性能优良的常用固体润滑剂，但其在大气特别是在潮湿大气中容易受到氧化而使性能变差．通过对添加和未添加稀土元素Ｃｅ的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２电刷镀层的对比试验研究，就这种元素改善镀层的摩擦学性能及其提高ＭｏＳ２抗潮湿大气腐蚀的作用进行了考察，并且用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪等，对镀层的显微组织和ＭｏＳ２的元素价态等进行了分析．结果表明，未添加稀土元素Ｃｅ的镀层中的ＭｏＳ２容易氧化，Ｍｏ４＋和Ｓ２－分别被氧化成Ｍｏ６＋和Ｓ６＋，而添加稀土的镀层中的ＭｏＳ２仍以其原有的形式存在，而且镀层的显微组织明显比无稀土镀层的细而致密，同时稀土Ｃｅ４＋在电刷镀过程中通过还原反应产生电沉积，这有助于它在ＭｏＳ２表面优先沉积而起改性作用．因此，含稀土Ｃｅ４＋的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２镀层的摩擦学性能比无稀土镀层的好，前者的耐磨寿命比后者的约高５倍     

滑动干摩擦条件下铸铁的摩擦学特性研究

系统地研究了铸铁材料在干滑动摩擦条件下的摩擦学特性。考察了铸铁石墨形态、合金元素及基体组织对其与钢配副时的滑动摩擦学特性的影响。研究结果表明：蠕墨铸铁具有良好的摩擦磨损特性；在铸铁中加入合金元素P和B可显著改善摩擦副的性能；同时，铸铁的基体组织对于摩擦磨损特性有十分显著的影响。     

磁控溅射和脉冲直流化学气相沉积Ti-Si-N薄膜摩擦磨损性能对比研究

分别利用磁控溅射和脉冲直流化学气相沉积(PCVD)技术制备了Ti-Si-N薄膜，测定了2种Ti-Si-N薄膜的显微硬度，并采用球一盘式高温摩擦磨损试验机对比考察了其高温摩擦磨损性能．结果表明，当薄膜中Si含量(原子分数)约为10％时，2种薄膜的显微硬度达到最大值；2种Ti-Si-N薄膜的耐磨性能同其硬度之间不存在对应关系，其中采用PCVD方法制备的Ti-Si-N薄膜的高温抗磨性能较优；2种薄膜在高温下的摩擦系数均有所降低，这归因子高温下氧化膜的润滑作用。     

Fe基非晶纳米晶电弧喷涂层的摩擦学性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备了FeCrBSiMnNbW非晶纳米晶涂层.研究了涂层材料在干摩擦条件下的摩擦学性能.采用配备有能谱分析仪（EDAX）的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的微观组织结构进行了表征.采用显微硬度计和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析,摩擦磨损试验在UMT-2型摩擦磨损试验机上进行,并采用三维白光干涉表面形貌仪（Phase Shift MicroWAM-3D）测定磨损量.结果表明：涂层组织均匀、结构致密、氧化物含量低,涂层主要由非晶相和纳米晶相组成;涂层具有较高的硬度和弹性模量;在相同的试验条件下,非晶纳米晶合金涂层的相对耐磨性是传统3Cr13涂层的3倍;磨损机制主要为典型的脆性剥落.     

水深对POM摩擦学性能的影响

本文中以聚甲醛(POM)作为摩擦副材料,与不锈钢(0Cr17Ni12Mo2)配对,研究了POM在0~300 m不同模拟水深(去离子水)中的摩擦磨损性能,并与大气压下干摩擦进行对比,试验目的主要是探寻水深变化引起的水环境压力变化对POM材料摩擦磨损性能的单因素影响.采用白光共焦三维轮廓仪与扫描电子显微镜对试验前后的表面形貌进行测量与分析.结果表明:模拟水深对POM磨损深度及POM/0Cr17Ni12Mo2摩擦副的摩擦系数有较大影响,且有明显规律;在0~300 m模拟水深(去离子水)范围内,随着模拟水深深度的加大,POM的磨损深度和POM/0Cr17Ni12Mo2摩擦副的摩擦系数均有所减少;模拟水深对试样摩擦后的表面粗糙度无明显影响;对主导的磨损机理无明显影响.     

11Mo4Cr2V/42CrMo系统摩擦副材料磨损行为的研究

研究了干摩擦状态下11Mo4Cr2V/42CrMo系统摩擦副材料的摩擦磨损性能和磨损机理。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪和摩擦磨损试验进行分析,结果表明：干摩擦120 min后,11Mo4Cr2V材料的比磨损量小,仅为2.096?10-15kg?m-1?N-1,材料的耐磨性能较好;摩擦系统中2种摩擦副材料的比磨损量非常接近,匹配效果很好;11Mo4Cr2V材料的磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损的共同作用,42CrMo材料的磨损机理以磨粒磨损为主,伴随轻微的黏着磨损;42CrMo对偶材料的硬度高于11Mo4Cr2V材料的硬度,因此磨损程度较低。     

Impact toughness of a gradient hardened layer of Cr5Mo1V steel treated by laser shock peening

Laser shock peening (LSP) is a widely used surface treatment technique that can effectively improve the fatigue life and impact toughness of metal parts. Cr5Mo1V steel exhibits a gradient hardened layer after a LSP process. A new method is proposed to estimate the impact toughness that considers the changing mechanical properties in the gradient hardened layer. Assuming a linearly gradient distribution of impact toughness, the parameters controlling the impact toughness of the gradient hardened layer were given. The influences of laser power densities and the number of laser shots on the impact toughness were investigated. The impact toughness of the laser peened layer improves compared with an untreated specimen, and the impact toughness increases with the laser power densities and decreases with the number of laser shots. Through the fracture morphology analysis by a scanning electron microscope, we established that the Cr5Mo1V steel was fractured by the cleavage fracture mechanism combined with a few dimples. The increase in the impact toughness of the material after LSP is observed because of the decreased dimension and increased fraction of the cleavage fracture in the gradient hardened layer.     

超高分子量聚乙烯/Al_2O_3生物摩擦学特性的研究

在自制销 -盘摩擦磨损试验机上评价了超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)与 Al2 O3陶瓷摩擦副在干摩擦和生理盐水、蒸馏水及人血浆润滑条件下的摩擦学特性 ,用扫描电镜观察试样磨损表面形貌并分析磨损机理 .结果表明 :在干摩擦和生理盐水及蒸馏水润滑条件下的起始摩擦系数较接近 ,血浆润滑条件下的起始摩擦系数最低 ;稳态摩擦系数在干摩擦时最大 ,蒸馏水润滑条件下最小 ,生理盐水和人血浆润滑条件下较接近并比蒸馏水润滑下的高 ;干摩擦下UHMWPE的磨损率最大 ,血浆润滑条件下的最小 .干摩擦下 UHMWPE磨损表面可见大量不规则的细小纤维状磨屑 ,蒸馏水润滑下 UHMWPE磨损表面可见明显的塑性变形和疲劳剥落迹象 ,而血浆润滑条件下 UHMWPE磨损表面则可见大量的疲劳微裂纹