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激光光整对高硅铝合金缸套材料摩擦磨损性能的影响

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中国表面工程 2017年第5期30卷 89-94页

作者：李承娣金梅徐久军沈岩大连海事大学船机修造工程交通行业重点实验室辽宁大连116026

切取高硅铝合金缸套试样,并对工作面进行激光光整,研究其对摩擦磨损性能的影响。结果表明,激光扫描速度为600 mm/min,离焦量2 mm,功率为1 000 W时硅颗粒最大凸出高度为1.243μm,与未处理试样相比,摩擦因数从0.141降到0.113,降幅达19.9%... 详细信息

切取高硅铝合金缸套试样,并对工作面进行激光光整,研究其对摩擦磨损性能的影响。结果表明,激光扫描速度为600 mm/min,离焦量2 mm,功率为1 000 W时硅颗粒最大凸出高度为1.243μm,与未处理试样相比,摩擦因数从0.141降到0.113,降幅达19.9%,磨损量从0.7 mg降到0.2 mg,降幅达71.4%;激光光整使高硅铝合金缸套工作面上的硅颗粒凸出且边角圆化,硅颗粒的凸出,避免了铝基体与活塞环的直接接触,并增大了储油润滑的效果,减少了粘着磨损的风险,也降低了摩擦力,从而改善了高硅铝合金缸套材料的摩擦磨损性能。

关键词：激光光整高硅铝合金缸套摩擦磨损硅颗粒凸出高度

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高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形技术研究

高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形技术研究

作者：徐佳子大连海事大学

学位级别：硕士

高硅铝合金缸套密度小、导热系数高、与铝合金活塞热物理性能相容性好,是一种具有良好综合性能的气缸套材料。但是铝合金的耐磨性较差,需要较高含量的硅颗粒改善其耐磨性,减少摩擦因数。由于铝合金基体韧、硅颗粒镶嵌物脆,导致缸套表面... 详细信息

高硅铝合金缸套密度小、导热系数高、与铝合金活塞热物理性能相容性好,是一种具有良好综合性能的气缸套材料。但是铝合金的耐磨性较差,需要较高含量的硅颗粒改善其耐磨性,减少摩擦因数。由于铝合金基体韧、硅颗粒镶嵌物脆,导致缸套表面机加工后,铝覆盖在硅颗粒表面,磨合期摩擦因数大。硅颗粒暴露后,由于边缘尖角易诱发拉缸。因此需要一种整形技术,在除掉硅颗粒表面的铝覆层、使铝基体高度低于硅颗粒的同时,实现硅颗粒边缘倒角,有效改善缸套的摩擦学性能。在机械加工领域,现有的珩磨等加工技术不能达到这一目的。本文以高硅铝合金缸套为研究对象,以使缸套表面硅颗粒凸出并使边缘圆化为目标,研制出高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机,该试验机模拟珩磨机与缸套之间的接触形式及运动方式,而且对于影响珩磨力最重要的因素,以加载的方式提供。试验表明该试验机不但可以使缸套试样表面的硅颗粒凸出,而且能够让凸出的硅颗粒边角圆化,有效解决了凸出的硅颗粒边角尖锐带来的应力集中的问题;然后,以铬基陶瓷复合镀活塞环为配对副,以原始缸套试样为参照,研究不同整形时间对高硅铝合金缸套摩擦因数和磨损量的影响规律,获得优化的整形技术。得到的主要结论如下:1.研制出高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机,验证性试验表明,该试验机能够有效使缸套试样表面硅颗粒凸出并边角圆化,稳定性较好。2.用高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机对高硅铝合金缸套进行整形,在往复频率、旋转转速和载荷不变的条件下,随着整形时间的增加,缸套试样表面的硅颗粒凸出高度随之增加,且边角圆化的程度也得到提高。3.摩擦磨损试验结果表明,随着整形时间的增加,配对副的摩擦因数呈现出先减小后增大的规律,在处理2min处,配对副摩擦因数达到最小值,比原始缸套试样组成的配对副摩擦因数降低约14%;缸套试样的磨损量呈现出先减小后增大的规律,在处理2min和3min处,缸套试样磨损量最小;活塞环试样的磨损量呈现出先平稳不变后增大的规律,2min之前活塞环试样磨损量相差不多,2min之后明显增大。4.试验表明,高硅铝合金缸套表面硅颗粒整形试验机能够有效提高缸套的摩擦学性能,在其它参数保持不变的条件下,用该试验机对缸套试样整形2min,可以使缸套试样得到较优的摩擦磨损性能。

关键词：高硅铝合金缸套机械加工技术表面硅颗粒整形试验机摩擦磨损

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高硅铝合金缸套材料摩擦学性能研究

兵器材料科学与工程 2010年第6期33卷 69-72页

作者：秦丽柏孙廷富张树勇任政胡莲卡黄文淑李岩张华刘环恩中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103 中国北方发动机研究所山西大同037036 包头北奔重型汽车有限公司内蒙包头014032

采用坦克专用机油润滑的往复式摩擦磨损试验方法,分别进行喷射沉积高硅铝合金缸套材料与发动机成品活塞环材料摩擦配副的油品试验、与各类成品活塞环材料的摩擦配副试验。摩擦配副的油品试验结果表明,低温型油品润滑比高温型及通用型油... 详细信息

采用坦克专用机油润滑的往复式摩擦磨损试验方法,分别进行喷射沉积高硅铝合金缸套材料与发动机成品活塞环材料摩擦配副的油品试验、与各类成品活塞环材料的摩擦配副试验。摩擦配副的油品试验结果表明,低温型油品润滑比高温型及通用型油品润滑的磨损量、摩擦因数均小;活塞环摩擦配副试验结果表明,高硅铝合金磨损量及摩擦因数均较小,其中与准126激光陶瓷活塞环、磷化YH31活塞环摩擦配副效果更优。分析表明,高硅铝合金的摩擦学机制是软基体上分布的高硬度质点相起到耐磨与支撑作用,软基体磨下的凹坑具有储油与润滑作用。

关键词：高硅铝合金缸套活塞环摩擦副磨损量摩擦因数

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高硅铝合金缸套配副性及化学刻蚀工艺研究

高硅铝合金缸套配副性及化学刻蚀工艺研究

作者：李承娣大连海事大学

学位级别：硕士

高硅铝合金缸套因其质量轻,导热性好以及可以缩小配缸间隙等优点越来越受到人们的青睐。然而,传统的珩磨工艺无法将硬质硅颗粒凸出表面用于承载,导致缸套的黏着倾向严重,需要通过改善配副性及表面处理工艺的方式来提高高硅铝合金缸套的... 详细信息

高硅铝合金缸套因其质量轻,导热性好以及可以缩小配缸间隙等优点越来越受到人们的青睐。然而,传统的珩磨工艺无法将硬质硅颗粒凸出表面用于承载,导致缸套的黏着倾向严重,需要通过改善配副性及表面处理工艺的方式来提高高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能。本文选用两种表面改性活塞环(喷钼活塞环,CKS活塞环)与高硅铝合金缸套对磨,通过比较两种配对副在不同载荷及温度下的摩擦系数和磨损量来研究其配副性;然后选择配副性较好的活塞环与不同化学刻蚀方案处理的缸套进行对磨,通过比较化学刻蚀前后该摩擦副的摩擦磨损性能,选出较为优异的化学刻蚀方案。结果表明：(1)高硅铝合金缸套与CKS环配副的摩擦系数及摩擦副的磨损量都要小于与喷钼环配副;高硅铝合金缸套-喷钼环配对副的磨损机理是磨粒磨损与黏着磨损的混合磨损;高硅铝合金缸套-CKS环配对副的磨损机理是黏着磨损;从摩擦磨损性能的角度来看,相对于喷钼环,高硅铝缸套与CKS环的配副性更加优异。(2)化学刻蚀可以有效地使硅颗粒凸出缸套表面,腐蚀深度随着腐蚀时间的增加而增加;摩擦系数随着腐蚀时间的增加而先降低后升高,在2min时达到最低;缸套和活塞环的磨损量呈现先平缓后上升的趋势;在腐蚀时间为2mmin时(腐蚀深度达到1.13μm),高硅铝合金缸套-CKS环配对副有较小的摩擦系数和磨损量。

关键词：高硅铝合金缸套摩擦磨损配副性化学刻蚀

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化学刻蚀高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能

中国表面工程 2014年第6期27卷 104-109页

作者：李承娣沈岩王永彬朱峰金梅徐久军大连海事大学船机修造工程交通行业重点实验室辽宁大连116026 中国北方发动机研究所天津300400

采用对置往复式摩擦磨损试验机,选用铬基陶瓷复合镀活塞环(CKS环)为配副试样,研究机械珩磨+化学刻蚀法加工高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能。通过测量摩擦因数、磨损量,用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSM)观察分析摩擦副磨损... 详细信息

采用对置往复式摩擦磨损试验机,选用铬基陶瓷复合镀活塞环(CKS环)为配副试样,研究机械珩磨+化学刻蚀法加工高硅铝合金缸套的摩擦磨损性能。通过测量摩擦因数、磨损量,用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSM)观察分析摩擦副磨损前后表面形貌。结果表明:在20℃下,将机械珩磨的高硅铝合金缸套试样浸入浓度为5%的NaOH溶液中腐蚀2min,可制备出硅颗粒凸出高度约为1μm的工作表面;相对于单纯采用机械珩磨加工方法制备的高硅铝合金缸套,机械珩磨+化学刻蚀加工的高硅铝合金缸套摩擦副的摩擦因数可从0.141 41降至0.129 56,降幅约为8.38%,两者的磨损量相近。采用机械珩磨加工方法的高硅铝合金缸套磨损试验后表面有磨粒磨损带来的轻微划痕,而化学刻蚀后的缸套磨损表面没有发现划痕现象,与其对磨的活塞环的磨损状况也较轻微。

关键词：摩擦磨损高硅铝合金缸套化学刻蚀