氧化铝陶瓷在腐蚀环境下的摩擦磨损性能
2021-07-22孟博马廉洁陈景强周云光谭雁清
轴承 2021年2期
孟博,马廉洁,,陈景强,周云光,谭雁清
(1.东北大学 机械工程与自动化学院,沈阳 110819;2.东北大学秦皇岛分校 控制工程学院,河北 秦皇岛 066004)
氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)陶瓷因其在水润滑环境下具有较高的耐磨性和承载能力,被广泛应用在轴承等关键零件的摩擦副材料中[1]。目前国内外学术界和工业界已经对水润滑陶瓷轴承的性能进行了研究[2-3]。文献[4]研究发现Si3N4陶瓷在水润滑条件下摩擦时表面发生了摩擦化学反应,在表面形成一层胶状润滑膜以有效降低挤压应力和剪切应力。此外,还有相关研究指出一旦形成流体动力润滑水膜,可获得非常低的摩擦因数,减少磨损和功耗。陶瓷在水润滑条件下的摩擦磨损性能是水润滑轴承发展的核心,但机床工况复杂恶劣,轴承在工作过程中经常会有酸碱等腐蚀性物质进入轴承润滑腔,将作为润滑介质的纯水污染成具有腐蚀性的液体[5-7],陶瓷轴承虽然具有耐磨、抗腐蚀的特性,但在摩擦过程中仍会受到影响而产生特殊的磨损现象。
现通过摩擦磨损试验得到不同水溶液润滑下Al2O3/Si3N4陶瓷摩擦副的摩擦因数和Al2O3陶瓷的磨损体积、表面磨损形貌,研究腐蚀环境对摩擦行为的影响,并分析其中的摩擦磨损机理,有利于扩大水润滑陶瓷轴承在腐蚀环境下的应用范围,为提高陶瓷材料的摩擦磨损性能提供数据支撑。
1 试验材料与方法
使用NANOVEA摩擦磨损试验机,以球-盘接触方式进行摩擦磨损试验。φ6.5 mm的Si3N4陶瓷球为上试样,20 mm×20 mm×5 mm的……
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