傳熱條件對(duì)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(dǎo)熱能力較差的鈦合金為研究對(duì)象，在高速干滑動(dòng)摩擦條件下，在MMS-1G型高溫高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上，研究了摩擦條件和導(dǎo)熱能力對(duì)銷(xiāo)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(qiáng)制導(dǎo)熱條件下磨屑形態(tài)與磨損特性的關(guān)系，以及盤(pán)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(xiāo)試樣的溫度特性及摩擦磨損行為特性。應(yīng)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(jié)構(gòu)的變化。研究結(jié)果表明： 1.采用強(qiáng)制導(dǎo)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(yīng)用范圍，對(duì)于導(dǎo)熱能力較差的TC4來(lái)說(shuō)，強(qiáng)制導(dǎo)熱組合銷(xiāo)TC4-紫銅可以在更高的速度和載荷條件下使用。 2.隨著滑動(dòng)速度和接觸載荷的提高，導(dǎo)熱能力不同的TC4銷(xiāo)試樣和TC4-紫銅組合銷(xiāo)試樣的摩擦系數(shù)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(qiáng)制導(dǎo)熱能力的TC4-紫銅組合

3、銷(xiāo)試樣的摩擦磨損性能衰退程度比TC4銷(xiāo)試樣小，并且采用強(qiáng)制導(dǎo)熱的TC4-紫銅組合銷(xiāo)試樣可以明顯降低摩擦表面溫度。 3.盤(pán)試樣的重量隨著PV值由低到高呈現(xiàn)先增加后減少的規(guī)律，在PV值處于30~40MPa·m·s-1時(shí)盤(pán)試樣出現(xiàn)了“零磨損”現(xiàn)象，材料的轉(zhuǎn)移發(fā)生了變化，從銷(xiāo)試樣向盤(pán)試樣轉(zhuǎn)移變成從盤(pán)試樣向銷(xiāo)試樣轉(zhuǎn)移；磨損機(jī)制也發(fā)生了轉(zhuǎn)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(tuán)球狀氧化物顆粒。 5.環(huán)境溫度升高，銷(xiāo)試樣的溫度梯度降低，摩擦產(chǎn)生的熱向外界的傳導(dǎo)能力變?nèi)?，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(shù)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(shí)的大，次表層中的裂紋更多