傳熱條件對TC4-GCr15摩擦副摩擦磨損特性的影響研究.pdf

1、改善材料的傳熱條件是解決高速摩擦磨損性能衰退的重要手段之一。本文以導熱能力較差的鈦合金為研究對象，在高速干滑動摩擦條件下，在MMS-1G型高溫高速摩擦磨損試驗機上，研究了摩擦條件和導熱能力對銷試樣溫度、摩擦磨損特性以及摩擦面的顯微組織的影響規(guī)律；探討了在強制導熱條件下磨屑形態(tài)與磨損特性的關系，以及盤試樣的磨損行為；分析了在不同環(huán)境溫度條件下TC4合金銷試樣的溫度特性及摩擦磨損行為特性。應用掃描電子顯微鏡、X-衍射儀和透射電子顯微鏡分析了

2、磨損形貌及摩擦面顯微組織與結構的變化。研究結果表明： 1.采用強制導熱的方法降低了摩擦表面溫度，延緩了材料摩擦磨損性能的衰退，拓寬了材料的應用范圍，對于導熱能力較差的TC4來說，強制導熱組合銷TC4-紫銅可以在更高的速度和載荷條件下使用。 2.隨著滑動速度和接觸載荷的提高，導熱能力不同的TC4銷試樣和TC4-紫銅組合銷試樣的摩擦系數均顯著降低，磨損率均顯著升高，摩擦表面溫度均升高。但具有強制導熱能力的TC4-紫銅組合

3、銷試樣的摩擦磨損性能衰退程度比TC4銷試樣小，并且采用強制導熱的TC4-紫銅組合銷試樣可以明顯降低摩擦表面溫度。 3.盤試樣的重量隨著PV值由低到高呈現先增加后減少的規(guī)律，在PV值處于30~40MPa·m·s-1時盤試樣出現了“零磨損”現象，材料的轉移發(fā)生了變化，從銷試樣向盤試樣轉移變成從盤試樣向銷試樣轉移；磨損機制也發(fā)生了轉變，從粘著磨損和二體磨粒磨損變成氧化磨損、剝層磨損和三體磨粒磨損。 4.在低PV值的條件下（

4、低于40MPa·m·s-1），生成的磨屑主要為片狀TC4磨屑和卷曲或者褶皺狀切削GCr15磨屑，在高PV值條件下（高于40MPa·m·s-1），生成的磨屑主要為片狀TC4磨屑和黑色片狀或者團球狀氧化物顆粒。 5.環(huán)境溫度升高，銷試樣的溫度梯度降低，摩擦產生的熱向外界的傳導能力變弱，摩擦表面溫度也隨即升高，材料的抗剪切能力降低，摩擦副的摩擦系數不斷降低，磨損率也不斷升高。在高溫環(huán)境下流變層厚度稍微比室溫時的大，次表層中的裂紋更多