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关键词： Ni-Cr-Mo合金化   耐磨钢   腐蚀磨损性能  

摘要： 为提高腐蚀磨损条件下耐磨钢使用寿命,通过浸泡试验、磨损试验和腐蚀磨损试验以及微观组织表征方法,研究了Ni-Cr-Mo合金化HB500级耐磨钢的耐腐蚀性能、耐磨损性能、耐腐蚀磨损性能以及表面特征,并探讨了腐蚀与磨损相互作用机理。结果显示,纯腐蚀、纯磨损以及腐蚀与磨损交互作用分别占腐蚀磨损总量的0.2%、82.9%、16.9%,表明在腐蚀条件下磨损性能恶化,磨损过程中材料表层状态发生变化使腐蚀与磨损相互促进,是产生腐蚀与磨损交互作用的主要原因,降低腐蚀与磨损的交互作用,有利于提高耐腐蚀磨损性能。

关键词： 故障预测   经验模态分解   神经网络   模拟退火   奇异值分解   曲轴轴承   磨损  

摘要： 为解决传统故障诊断方法效率低的问题,以某步兵战车柴油机为研究对象,提出了一种补充的集合经验模态分解与奇异值分解相结合提取信号的特征,使用模拟退火算法优化循环神经网络对曲轴轴承磨损程度进行预测的方法。采用补充的集合经验模态分解方法对振动信号进行分解,用奇异值分解方法进行特征提取,利用特征对模拟退火算法优化的循环神经网络进行训练及预测。对所提出的算法进行试验分析,结果显示预测准确率达到97.48%,比普通的循环神经网络系统预测的准确率提高了5%以上。

关键词： Cr12MoV模具钢   气体渗氮   显微硬度   耐磨性   磨损机理  

摘要： 目的分析经渗氮处理后Cr12MoV模具钢的显微结构,以及不同取样厚度处渗氮层的摩擦学特性,了解渗氮处理对Cr12MoV模具钢耐磨性的影响,为服役过程中不同磨损阶段渗氮层的磨损行为提供理论依据。方法采用气体渗氮法对Cr12MoV模具钢进行恒温渗氮处理,研究渗氮处理对Cr12MoV模具钢显微结构的影响,以及不同取样厚度处渗氮层的磨损行为,并分析不同取样厚度处渗氮层的磨损机理。结果经渗氮处理后Cr12MoV模具钢的表面会形成一层厚度约为120μm的致密渗氮层,材料的表面硬度从3.65 GPa提高至12 GPa,磨痕深度从3.5μm降至0.35μm。随着取样厚度的增加,试样的磨损量会逐渐增加,但均远低于未渗氮试样,其中渗氮层的最大磨损量约为120μm^(3),为基体材料磨损量的1/10;渗氮影响层的最大磨损量约为330μm^(3),为基体材料的1/3,可见采用气体渗氮处理可显著增强Cr12MoV模具钢的耐磨性。此外,在磨损过程中Cr12MoV模具钢的表面磨损较严重,出现了大块撕裂损伤,主导磨损机理为疲劳磨损;经渗氮处理后试样表面的损伤较轻微,主导磨损机制为磨粒磨损。随着取样厚度的增加,试样表面的磨损现象逐渐加剧,磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为疲劳磨损。结论渗氮处理可以在Cr12MoV模具钢的表面生成一层致密的渗氮层,渗氮层的磨损量会随着取样厚度的增加先减少后持续增加,说明在服役过程中渗氮层的耐磨性呈先增强后减弱的趋势。

关键词： 减压阀   球头磨损   机理分析   故障  

摘要： 针对某型减压阀主弹簧座球头磨损的问题,利用仿真和试验相结合的方法,分析了减压阀球头磨损的故障机理,计算了不锈钢2Cr13不同硬度组合下球头的应力与应变,结果表明现有结构存在应力超高的问题。同时对金属材料配对副磨损进行研究,从减小接触应力和避免黏附磨损的改进思路出发,提出了改进措施,通过磨损对比试验验证,确定了减压阀的最终改进方案。经过减压阀多个批次试验考核,球头磨损的问题得到彻底解决,验证了改进措施的有效性。研究结果表明,在接触应力未超出材料屈服强度的前提下,磨损与材料的晶体结构密切相关,常用金属材料钛合金作为摩擦副材料具有一定的优势,为高应力摩擦副材料的选用提供参考。

关键词： 激光技术   材料   选择性激光相变   表面织构   摩擦性能  

摘要： 为了解决40Cr钢零部件表面磨损问题,结合表面织构理论,采用激光相变硬化工艺制备分布规则的不同形状(圆形、条状)软硬耦合表面。通过扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损实验和超景深显微镜分别分析相变区微观组织、物相,评估表面抗磨损性能、磨损表面形貌。结果表明,圆形相变区截面硬度高于条状,平均介于(720±3)HV_(0.1),且淬硬层较深;相变后生成马氏体、Cr_(7)C_(3)、Fe_(7)C_(3);对比40Cr钢未处理表面与软硬耦合表面摩擦系数,软硬耦合表面摩擦系数均低于0.5且波动小,具备好的摩擦稳定性;磨损表面损伤小,源于磨损过程硬质相能够阻碍磨屑运动、减少表面损伤,软相区可以缓存能量和碎屑,软相区以梨削、粘着损伤为主,硬相区以小点蚀坑为主,900W圆形软硬耦合表面减磨耐磨效果最好;塑韧好、表面规律分布、一定比例(50%)硬质相能够有效提升和改善材料工作表面抗磨损性能,改善对磨副接触表面,进而能够稳定摩擦系数。该研究可为改善40Cr零部件表面磨损提供参考。

关键词： 橡胶   碳纳米管   磨损颗粒物   粒径   磨损形貌  

摘要： 碳纳米管复合橡胶轮胎是一种应用前景非常广阔的新型高性能轮胎,然而碳纳米管复合橡胶轮胎磨损颗粒物(TWPs)安全性隐患为这类轮胎的广泛应用带来了极大的不确定性.采用自行设计的摩擦磨损试验机,研究了碳管含量、负载、滚动速度和滑移率对碳纳米管复合橡胶磨损颗粒物性态的影响,分析了这些因素与磨损颗粒物性态及橡胶磨损机理的关系.结果表明:碳纳米管能够显著增强橡胶耐磨性能并降低胎面温度,增加碳纳米管含量可以有效抑制磨损颗粒物特别是微小颗粒物(≤3μm)数量.碳纳米管可以使复合橡胶硬度增加,使微小磨损颗粒物的增长速率高于未添加CNTs的橡胶.力-化学效应导致的胎面热氧化发黏现象会使磨屑更易团聚粘附在胎面,从而减少微小磨损颗粒物排放.负载变化主要影响胎面磨损形态,速度和滑移率变化主要影响胎面附着的颗粒物数量和状态.研究结果可以为防控碳纳米管复合橡胶因磨损而导致的次生危害提供科学参考.

关键词： 六方氮化硼   二硫化钨   镍磷合金   化学镀   热处理   磨损率  

摘要： 目的通过化学镀共沉积技术在Ni-P-WS_(2)镀层中引入六方氮化硼(h-BN)纳米粉末,以进一步提升其硬度和耐磨性,改善其摩擦学性能。方法将六方氮化硼(h-BN)纳米粉末与二硫化钨(WS_(2))纳米粉末共沉积制备Ni-P-WS_(2)-BN复合镀层,并对其进行400℃×1 h的惰性气氛热处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机等对镀层的化学成分、组织结构及摩擦学性能进行表征,考察h-BN用量及热处理对复合镀层的影响。结果随着镀液中h-BN用量的增加,镀层中h-BN含量持续上升,镀层的表面粗糙程度先升高、后降低,胞块结构有致密化倾向,硬度由321HV_(0.1)上升至522HV_(0.1),磨损率从1.82×10^(-13)m^(3)/(N·m)降至0.95×10^(-13)m^(3)/(N·m),平均摩擦因数介于1.61~2.00,且呈先降后升的趋势(h-BN用量为3.0 g/L时达到最小值)。经热处理后,镀层硬度可达457~822HV_(0.1),磨损率从1.24×10^(-13)m^(3)/(N·m)降至0.31×10^(-13)m^(3)/(N·m),平均摩擦因数降至0.93~1.29。复合镀层的磨损以磨粒磨损机制为主。结论h-BN粉末的共沉积和400℃退火处理可显著提高复合镀层的硬度和耐磨性,大幅度降低摩擦因数和磨损率,改善复合镀层的综合性能。

关键词： 磨损量检测   TBM   滚刀   静磁力   压力传感器  

摘要： 全断面隧道硬岩掘进机(TBM)的滚刀磨损使掘进能力显著下降。针对现有磨损量检测法的缺陷,提出基于静磁效应的检测法,极大放宽了防护壳的材料限制,并且具有线性度高的优势。首先提出了检测方法的原理图,并通过有限元方法研究了检测方法的可行性。其次,搭建了实验测试装置及信号处理电路,测试结果验证了静磁力与磨损量间的线性变化特点,静磁力变化率始终保持在-592 mN/mm左右,远高于25 mN的压力传感器精度,因此保证了较高的精确度。

关键词： 混动变速器   挡位离合器   微动磨损   问题分析   耐久试验  

摘要： 某混动变速器挡位离合器在耐久试验过程中出现摩擦片与内毂连接花键微动磨损失效问题。基于微动磨损理论,找出影响磨损量的关键因素。结合有限元分析(FEA),复现失效问题,得出轴系弯曲变形、外毂轴向变形、花键齿面接触应力为失效的主要原因。综合考虑空间限制因素后,从降低齿面接触应力着手,通过增加花键齿数、摩擦片与钢片连接关系互换等,有效降低理论接触应力达到85%,并通过有限元仿真进一步确认实际内毂接触应力降低75%以上。最终改进方案通过离合器耐久试验认证。研究结果为变速器内出现的微动磨损问题解决提供了一定的指导。

关键词： 动压槽   环瓣浮环   密封特性   开启力   摩擦磨损  

摘要： 普通接触式环瓣浮环密封高速下不开启易造成磨损失效,动压式环瓣浮环一定转速下径向开启并保持无摩擦无磨损稳定运行,具有较好的应用前景。建立动压式环瓣浮环密封固体域及流场数值计算模型,计算开启阻力、开启力、泄漏率及温升,分析动压槽结构参数对密封开启的影响,讨论密封性能随槽型参数的变化趋势。基于数值分析优化参数,试验验证开槽前后密封的泄漏率及温升,讨论不同开启情况下密封的磨损特性。结果表明:优化的动压槽能明显改变主密封间隙中的压力分布,提高流体动压力,实现开启,使密封高速下稳定无摩擦运转并保持较低的泄漏率,大幅度降低摩擦温升,改善密封的摩擦磨损。动压槽最佳深度宜为3~5μm,密封具有较大的开启力;槽宽增大开启力先增大后变缓,过大的槽宽对提高开启力不明显;工作压力增加,密封开启难度增加,可通过增加槽数或提高转速实现开启;动压槽的槽深较大时,密封先迅速磨损后逐渐稳定,具有自磨损、自稳定的特点。