刘强
,
林乃明
,
邹娇娟
,
谢瑞珍
,
王振霞
,
马永
,
王志华
,
唐宾
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.006
钢铁材料广泛应用于诸多工程领域，但其耐磨性差，源于材料表面的摩擦会引起磨损损伤、阻力大、噪声污染等问题，从而导致材料损伤或失效，影响部件局部或整体的正常使用。在材料表面形成表面织构可有效实现减摩/抗磨、减阻、降噪的效果，从而达到改善钢铁材料摩擦学行为的目的。综述了表面织构在改善钢铁材料摩擦学行为方面的研究现状，对钢铁材料表面减摩/抗磨、减阻和降噪表面织构的设计与研究进行了分析与比较，简要阐述了相关机理。干摩擦和润滑条件下，表面织构通过发挥捕捉磨屑、储存润滑剂、流体动压润滑的作用来实现减摩/抗磨；与流体和空气摩擦时，表面织构通过产生二次涡达到减小表面与流体/空气接触面积等作用实现减阻和降噪。最后，展望了能够改善钢铁材料摩擦学行为的表面织构的相关研究思路和方法。
关键词:
钢铁
,
摩擦学
,
表面织构
,
减摩
,
抗磨
,
减阻
,
降噪
张生光
,
王文中
,
赵自强
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.001
目的 研究不同供油条件下织构表面的润滑性能.方法 首先,建立考虑表面织构的乏油润滑模型,求解修正雷诺方程获得乏油工况下考虑织构表面的润滑油膜厚度以及压力分布.然后,依据求得的润滑油膜厚度判断计算域内各点润滑状态,通过接触压力及油膜厚度分别计算边界润滑、混合润滑以及流体润滑状态下的切应力,并积分求得摩擦力进而得到摩擦系数.结果模拟了供油层厚度为50~500 nm以及充分供油条件下三种织构的润滑行为,获得了不同润滑状态下表面织构的摩擦系数.速度为0.1 m/s时,供油量对接触区油膜厚度的影响较小,不同润滑状态下织构表现出不同的润滑性能.速度为0.2 m/s时,供油层厚度对油膜厚度的影响较大,随着供油层厚度的增大,膜厚明显增加,摩擦系数在供油层厚度为200 nm时最小.结论 接触副处于流体润滑状态时,织构表面不具有减摩效果.接触副处于边界润滑状态时,织构表面具有减摩效果,并且织构较密时,摩擦系数较小.接触副处于混合润滑状态时,织构过于稀疏或密集时均不具有减摩效果,但是合理分布的织构具有减摩效果.
关键词:
表面织构
,
乏油
,
摩擦系数
,
边界润滑
,
混合润滑
,
流体润滑
,
减摩
眭剑
,
吕晋军
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(13)60067-0
研究了碳化物衍生碳涂层表面的划痕对其摩擦学性能的影响.扫描电子显微镜形貌图证实碳化硅基底的划痕为V-型和U-型,氯化处理后得到的碳化物衍生碳涂层的表面划痕也有相似的形貌.在干摩擦和水润滑条件下,与研磨处理的碳化物衍生碳涂层相比,未研磨处理的碳化物衍生碳涂层与氮化硅陶瓷对摩时表现出更加优异的摩擦学性能.在水润滑条件下,未研磨处理的碳化物衍生碳涂层与氮化硅陶瓷对摩时的摩擦系数仅为0.05,且比经研磨处理的碳化物衍生碳涂层的摩擦系数低.主要归因于未研磨的碳化物衍生碳涂层表面的划痕产生的流体润滑作用,而经研磨处理后的碳化物衍生碳涂层上不存在这种机制.碳化物衍生碳涂层表面的划痕有利于降低碳化物衍生碳涂层在水中与氮化硅陶瓷对摩时的摩擦.
关键词:
碳化物衍生碳
,
碳化硅
,
磨痕
,
水
,
表面织构
王泽
,
周明
,
谈衡
,
陈修祥
,
戴国洪
,
叶霞
材料保护
为了提高316L不锈钢的耐磨性，以纳秒激光器在其表面织构了微孔和微方柱阵列，采用UMT-2摩擦磨损试验机进行了摩擦学性能试验。结果表明：在相同栽荷和滑动速度下，光滑表面的磨痕深而宽，织构化表面的磨痕浅且窄；织构化表面的摩擦阻力变化比光滑表面稳定，微孔和微方柱阵列越密集，摩擦阻力越小；不锈钢表面的微孔和微方柱能提高其耐磨性，微孔的减摩效果优于微方柱结构，两者均能减摩的原因在于储存的润滑油，以致在发生贫油时能产生二次润滑效应，从而保持了油膜的连续性，提高了其润滑性。
关键词:
摩擦磨损
,
316L不锈钢
,
表面织构
,
微孔
,
微方柱
,
激光织构
吴行阳
,
黄夏婧
,
张建华
表面技术
非晶碳基薄膜在水中具有低摩擦磨损特性和好的耐腐蚀性,但在摩擦过程中容易发生局部剥落,进一步提高薄膜在水中的承载力是目前的热点研究方向之一.在综合分析非晶碳基薄膜的摩擦学性能及其改性,以及采用表面织构化提高材料承载力的基础上,阐述了将两者相结合以改善薄膜整体性能的研究现状和发展前景.
关键词:
水润滑
,
类金刚石膜
,
摩擦化学
,
表面织构
黄仲佳
,
熊党生
,
李建亮
,
刘明朗
材料保护
表面微孔织构化与润滑剂结合的制备技术能够有效地降低摩擦和延长工件的使用寿命.为此,研究了低成本、高效率的电解加工微孔表面织构化与MoS2干膜润滑剂的结合技术,并分析了其摩擦性能、磨痕表面及探讨微孔中润滑剂释放机理.结果表明,用电解技术加工微孔使表面织构化再填充干膜润滑剂是制备长寿命及低摩擦面的有效方法;摩擦面成膜的原因是表面织构化微孔中润滑剂的释放分3个步骤进行:即接触挤出,摩擦带至微孔前方,摩擦辅展成膜,润滑剂在摩擦副上成膜是降低摩擦系数的主要原因.
关键词:
电解加工
,
干膜润滑剂
,
表面织构
,
摩擦学性能
曹磊
,
万勇
,
高建国
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.013
目的 提高干摩擦条件下45#钢表面的减摩耐磨性能.方法 采用FeCl3与HCl混合刻蚀液对45#钢表面进行化学织构化处理,并在织构表面涂覆MoS2形成复合润滑薄膜.通过摩擦磨损实验,评价了表面织构以及复合润滑薄膜的减摩耐磨特性,并通过扫描电子显微镜对磨痕进行分析.结果 进行化学织构化处理后,45#钢表面形成了均匀的微坑结构及由点蚀产生的孔洞结构,表面粗糙度Ra上升到了0.89 μm,与未刻蚀的样品相比,刻蚀后表面的摩擦系数降低了23％,其摩擦过程也更稳定.这可能是由于刻蚀后产生的微坑与点蚀孔洞结构能够捕获磨屑,减少磨粒磨损.在经化学刻蚀后的织构表面上构筑了MoS2薄膜,与未刻蚀的样品相比,这种表面的摩擦系数得到了极大的降低,能达到0.1左右,其耐磨寿命也得到了极大的延长,磨痕宽度也有了明显的降低.其主要原因可能是由于刻蚀后产生的微坑与点蚀孔洞结构存储的固体润滑剂,在摩擦过程中由对偶件带入摩擦区域进行了有效润滑.结论 化学刻蚀形成的表面织构能够在一定程度上提高45#钢表面的摩擦学性能,涂覆MoS2形成的复合润滑膜能够极大地降低45#钢表面的摩擦系数并大大延长其耐磨寿命.
关键词:
化学刻蚀
,
表面织构
,
固体润滑剂
,
复合润滑膜
,
摩擦
,
磨损
陈傲
,
王书文
,
蒋春燕
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.025
目的 找出最佳的表面织构方案,将其应用在摩擦副的表面处理上,从而达到降摩减阻、节能减排的目的.方法 设计了两种不同的加工面积占有率(10％和20％),三种不同形状的表面织构(圆坑、椭圆坑、沟槽),对铸铁试件进行激光表面加工,并利用环-块磨损试验机进行油润滑摩擦磨损实验.结果 表面织构对铸铁材料的摩擦磨损性能有明显改善,尤其在磨损量方面.三种不同形状的表面织构相比,圆形表面织构试件的磨损量最小.两种不同面积占有率相比,面积占有率为20％的圆形微织构试件的磨损量最小,并在一定程度上减小了摩擦系数.结论 在本实验研究条件下,面积占有率为20％的圆形表面织构对改善铸铁材料的摩擦磨损性能最显著.
关键词:
表面织构
,
激光
,
摩擦
,
磨损
,
润滑
,
铸铁
郝秀清
,
宋晓路
,
李亮
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.026
高速切削加工作为难加工材料的主要加工方式,在其切削过程中,刀具的快速磨损、加工表面质量差等问题显著.近些年来,表面织构由于在控制摩擦、减小磨损和改善润滑性能等方面的作用引起了国内外学术界和产业界的广泛兴趣,为刀具减摩降磨技术的研究提供了新方向.表面织构效应是通过在摩擦副表面加工出具有不同形状几何参数和分布特征的微凹坑、微沟槽等阵列结构时,表面的摩擦磨损和润滑特性随之改变的热动力学效应.针对表面织构技术在刀具方面的应用研究,描述了刀具表面织构的主要制备方法,对比分析了各种制备方法的优缺点,然后分别阐述了微沟槽织构、微凹坑织构、纳米织构/微纳复合结构阵列以及织构化自润滑刀具在减缓刀具磨损、提高加工质量等方面的研究现状与进展,同时分析了表面织构改善刀具系统摩擦学性能的原因和机理,最后指出刀具表面织构技术目前研究存在的问题及其对刀具减摩降磨的重要意义.
关键词:
表面织构
,
刀具
,
减摩降磨
,
加工质量
,
仿生学
,
润滑
