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关键词： Ni   Cu-Sn-Bi双金属复合材料   环境温度   摩擦   磨损  

摘要： 采用粉末冶金工艺在钢背底上烧结了2种不同Ni含量(质量分数为0%和2%)的铜锡铋(Cu-Sn-Bi)双金属复合材料，研究了复合材料合金铜层密度、布氏硬度、微观组织和不同环境温度(25、70、100和150 ℃)下的摩擦学性能。结果表明：Ni强化后的复合材料密度和表面硬度均有所提高；合金表面孔洞减少，晶粒细化作用明显，这归因于Ni加入合金中引起的再结晶反应；拉伸断口处的小韧窝提高了合金的断裂韧性；相对于未经Ni强化的Cu-Sn-Bi，摩擦试验中含质量分数2% Ni的Cu-Sn-Bi复合材料在温度较低时有更稳定的摩擦系数和更长的摩擦寿命，这得益于强化后的合金磨痕表面形成了1种耐磨层；在温度较低时，耐磨层主要由磨痕表面的轻微塑性变形层和吸附的NiO氧化层组成；在温度较高时，耐磨层主要由磨痕表面均匀涂覆的Fe2O3和Fe2O4组成；此外，强化后的Cu-Sn-Bi合金大幅减少了在干摩擦过程中剥落的磨屑数量，使其更适合用于闭式机械设备中；Ni强化后的合金试样在缺油润滑状态下能更平稳的进入混合弹流润滑阶段.

关键词： 材料表面与界面   镁合金   冷喷涂   摩擦磨损   有限元分析  

摘要： 用冷喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备出不同Al2O3含量(0%、15%、30%、45%)的复合涂层，测量Al2O3的沉积效率和涂层的孔隙率，进行往复干摩擦磨损实验并计算磨损沟壑体积，研究了Al2O3含量、载荷、频率对Al基复合涂层摩擦磨损行为的影响。建立Al基复合涂层的有限元模型，用嵌入Archard模型的摩擦磨损子程序得到了有限元磨损量仿真值并将其与磨损实验值对比。结果表明，随着Al2O3含量的提高复合涂层的孔隙率降低，Al2O3颗粒的沉积效率和耐磨性提高。在载荷为2 N、频率为1 Hz条件下Al2O3含量为0%、30%、45%的Al基复合涂层其有限元磨损量仿真值与实验值的差小于4%，证明了有限元模型的正确性。在此工况下用该模型计算出Al2O3的含量为15%的涂层其有限元磨损量的仿真值为0.0249 mm3，与试验磨损量的差为5.9574%，表明此模型具有普适性。

关键词： HVAF   钛合金   B   C-60Ni   WC10Co4Cr涂层   磨损   磨损机制  

摘要： 目的为了改善TC4钛合金表面的耐磨性能，延长使用寿命。方法通过超音速火焰喷涂(HVAF)技术在TC4钛合金上制备了含B4C-60Ni不同质量分数的WC10Co4Cr-B4C-60Ni复合涂层，通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏硬度测试和摩擦磨损实验，分析了B4C-60Ni含量对复合涂层的相组成、微观形貌、元素分布、显微硬度、耐磨性能的影响以及复合涂层的磨损机制。结果 复合涂层的相组成相似，B4C-60Ni的添加使得复合涂层组织更加致密，涂层孔隙率小于1%；涂层硬度随B4C-60Ni质量分数的增加而降低，其中B4C-60Ni质量分数为10%的复合涂层具有最高显微硬度1 228HV0.3，约为基体的4倍；涂层摩擦系数均低于0.5，且涂层的磨痕深度小于15 μm，磨损量随B4C-60Ni质量分数的增加而增大，其中WC10Co4Cr-10B4C-60Ni涂层耐磨性最好，其体积磨损率仅为4.588×10–7mm3/(N·m)，相较于TC4基体(3.059×10–4mm3/(N·m))降低了三个数量级。结论适量的B4C-60Ni的添加提高了涂层的致密度，能够与金属粘结相相互支撑和填充，形成了相互间钩爪式的锁定结构，从而表现出优异的耐磨性，而过量的B4C-60Ni添加会导致WC的分解，导致摩擦性能下降。

关键词： 井筒清洁   刮削块   激光熔覆   摩擦磨损   耐磨性  

摘要： 目的 针对井筒清洗工具的石油钻井井筒工况，为减少井筒清洁时间及成本，对一体化井筒清洁工具中的刮削块部分采用激光熔覆涂层表面处理技术提高其耐磨性。方法 采用多功能摩擦磨损实验机进行洗井液介质下套管与刮削块间的往复滑动摩擦磨损，通过螺旋测微器、电子天平、轮廓仪和白光干涉三维形貌仪测量套管与刮削块的损失量。涂层结构及磨损形貌的表征采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜。结果 实验结果表明，刮削块与套管间的磨损机制主要为磨粒磨损与粘着磨损，最佳的摩擦配副为销试样AISI4330V与板试样Ni55涂层。该配副销试样的重量损失为0.35g，高度损失为26μm，与未处理的42CrMo板试样对磨后的数值接近，板试样的磨痕深度为12μm，该损失量远小于其他板试样的损失量。其中硬度居中的激光熔覆Ni55涂层在磨损过程中，亚表层内的碳化物组织破碎为块状颗粒，在摩擦磨损中起到了很好的承载作用。而硬度较高的Stellite6涂层组织结合不致密，在摩擦磨损过程中易发生变形和破碎，且亚表层的碳化物组织在磨损的过程中破碎为更细小的颗粒非但不能很好的抵抗磨损，还可能作为第三体磨粒进一步加剧磨损。结论 在针对刮削块采用的激光熔覆涂层表面处理技术中，激光熔覆Ni55涂层可以作为提高刮削块耐磨性的有效方法。

关键词： 液压油   污染   正交试验   摩擦磨损试验  

摘要： 为避免仅考虑品牌、质量等级、黏度等级，忽略液压油实际使用过程中收到污染后的抗磨损性能变化，开展了实验研究。首先分析水分、SiO2、铜的界限值，再通过单一污染物油样进行摩擦磨损试验以选定有效试验水平，随后利用正交试验方法，分析影响液压油抗磨损性能的主次因素，比较3种现场使用液压油的抗磨损性能，选择污染状态下性能更优的液压油。

关键词： 刀具磨损   多通道融合   深度学习   深度收缩残差网络   双向长短时神经网络  

摘要： 数控机床刀具磨损的预测对于提高刀具加工的安全性和产品加工质量具有重要意义。随着传感技术进步，制造业中用于设备状态监测的传感器数据量呈爆炸式增长。这促使了以深度学习为中心的数据驱动方法在刀具磨损预测领域受到高度重视。然而，如何精准地识别和提取与刀具退化紧密相关的特征，进而充分利用这些信息以提高预测模型的性能，仍然是一个挑战。针对以上问题，研究了一种基于深度学习的刀具磨损预测方法，将多通道筛选机制应用到预测模型中，提出基于深度残差收缩-双向长短期记忆网络模型的刀具磨损预测方法。根据监测信号的波动程度选择与刀具退化高度相关的多个通道进行融合，利用卷积通道注意力机制融合多通道数据并高效挖掘各个通道的抽象特征信息，后建立双向长短期记忆回归模型提取特征与刀具磨损相关的时序信息对刀具磨损进行准确预测。通过试验验证了通道筛选机制的有效性与预测模型精度。

关键词： 磨损   接触力学   弹性能   断裂能   有限元方法  

摘要： 确定磨损的临界条件对准确解释磨损机制有着重要意义。但是以往推导磨损临界条件时使用的弹性能是估算的，没有包含载荷的信息。本文借助有限元方法准确计算了压入过程中单个微凸体里储存的弹性能，给出了弹性能关于载荷、微凸体尺寸和材料参数的计算公式。然后通过比较弹性能和断裂能的大小，得到了与以往不同的磨损临界条件。只有当载荷和微凸体的尺寸都满足给出的临界条件时，才能形成磨损颗粒。这个结果解释了为什么磨损会存在一个法向载荷的阈值。有助于理解磨损颗粒的形成过程，建立准确的磨损模型。为实际工程中的磨损问题提供理论参考。

关键词： 材料失效与保护   氮掺杂钽涂层   磁控溅射   热冲击   磨损  

摘要： 使用氩气或氩气与氮气混合溅射气体磁控溅射制备微量氮掺杂钽涂层，并对其进行了热冲击(水淬)和摩擦磨损实验，研究其热冲击和摩擦磨损性能。结果表明,在氩气环境中溅射制备的微量氮掺杂Ta涂层为β相。受到热冲击后涂层大面积剥落，10次热冲击使样品的质量损失高达10.24 mg/cm2。涂层的维氏硬度为HV770，摩擦系数为0.556，磨损量为1.9×10-3mm3/(N·m)。在氩气与氮气混合气氛中溅射制备的微量氮掺杂Ta涂层为纯α相。热冲击10次后涂层的质量损失仅为0.90 mg/cm2，热冲击前后涂层的表面形貌未见明显的差异。涂层的硬度为HV1900，摩擦系数为0.304，磨损量为3.7×10-4mm3/(N·m)。

关键词： 刀具磨损   切削力   有限元分析   17-4PH不锈钢  

摘要： 为了探究刀具磨损对切削力和已加工表面温度的影响,考虑实际切削过程中的刀具磨损类型,建立了不同磨损类型的刀具几何模型,采用DEFORM软件建立17-4PH不锈钢正交切削有限元模型。基于有限元模型研究了刀具磨损对切削温度、分流点和接触表面应力等的影响规律,并通过切削实验验证磨损模型的可靠性,研究了后刀面磨损与切削力之间的演化规律。结果表明:前刀面磨损在一定程度上可以降低切削力和切削温度,其余磨损形式会增大切削力;随着后刀面磨损VB的增大,犁耕效应显著,切削力增大较为明显,而接触面的应力变化不明显。

关键词： TLM钛合金   表面机械复合强化   Ti/Sn涂层   耐磨性  

摘要： 为了提高Ti-25Nb-3Zr-2Sn-3Mo(TLM)钛合金的耐磨性能,采用表面机械复合强化(SMCS)工艺在合金表层制备了复合涂层并研究了复合涂层的显微组织、微观力学性能和摩擦学性能。结果表明:采用表面机械复合强化技术可在合金表层成功制备TiN/Sn复合涂层,随着Sn含量的增加,复合涂层的厚度和粗糙度不断增大,10%、20%、30%、40%Sn涂层的厚度分别为9.08、14.05、18.33、23.55μm;10%、20%、30%、40%Sn涂层的表面硬度分别为590、529、465、400 HV,相比基体硬度(~230 HV)有所提高。复合涂层的磨损量随Sn含量的增加先减小后增大,20%Sn样品具有最低的磨损量;在干磨损试验中,原样的磨损机制以黏着磨损为主,同时伴随磨粒磨损,复合强化样的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损,同时伴随氧化磨损。