磁场环境中不同磁属性金属材料摩擦表面行为研究

摘要

面对日益严峻的资源、能源问题，人们对机电设备的使用寿命以及安全稳定性提出了更高的要求，服役环境对这些设备中运动部件摩擦磨损性能影响，受到越来越多科研人员的关注。随着磁技术的进步，越来越多机电设备中的摩擦副工作于磁场环境中，研究磁场对材料摩擦磨损性能的影响变得十分必要。
　　试验在通电线圈施加磁场的条件下，以销-环配副方式，在自行改进的摩擦磨损试验机上分别研究磁场环境对铁磁性材料45钢自配副、抗磁性材料H62黄铜自配副以及45钢与H62黄铜互配副干滑动摩擦磨损性能的影响。摩擦磨损试验后利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、三维形貌仪以及透射电子显微镜等对磨损表面和磨屑进行表征。主要结论如下：
　　对于铁磁性材料45钢，磁场增大摩擦系数，减小磨损率。磁场促进摩擦面和磨屑的氧化以及磨屑的细化，改变磨屑参与摩擦过程的方式，间接地提高摩擦过程中氧化磨损的比例。此外，磁场促进磨屑在摩擦接触面间形成隔离层，避免摩擦面的直接接触，从而改变铁磁性材料的摩擦磨损性能。
　　对于抗磁性材料H62黄铜以及45钢环-H62黄铜销互配副，磁场增大摩擦系数以及磨损率。磁场对抗磁性材料H62黄铜摩擦面和磨屑的氧化以及磨屑的粒度大小没有明显影响，且磁场对抗磁性材料有一种斥力的作用，促进抗磁性磨屑脱离摩擦面，使得摩擦面的接触更加直接，从而增大抗磁性材料的摩擦磨损。
　　对于铁磁性材料45钢，有磁场时，磨损率减小，摩擦接触面间磨屑增多；利用压缩空气去除磨屑时，材料磨损率增大。干摩擦过程中，摩擦接触面间存在的适量磨屑是整个摩擦系统自我调节的结果，改变摩擦副摩擦接触面间的磨屑数量会直接影响到材料的摩擦接触状态，从而影响材料的摩擦磨损性能。
　　磁场对材料摩擦磨损性能的影响与材料的磁属性有关，磁场有利于提高铁磁性材料的耐磨性而降低抗磁性材料的耐磨性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 干摩擦学研究现状

1.2 磁学相关知识

1.3 磁场环境中材料摩擦学性能研究现状

1.4 课题研究主要内容及意义

第2章 试验设备及研究方法

2.1 试验设备

2.2 试验材料及方法

2.3 试验微观分析

2.4 小结

第3章 磁场环境对材料摩擦学性能的影响

3.1 磁场环境对45钢摩擦学性能的影响

3.2 磁场环境对H62黄铜摩擦学性能的影响

3.3 磁场环境对45钢与H62黄铜互配副摩擦学性能的影响

3.4 磁场环境中去除磨屑对45钢摩擦学性能的影响

3.5 小结

第4章 磁场环境对材料摩擦表面的影响

4.1 磁场环境对45钢摩擦磨损表面的影响

4.2 磁场环境对H62黄铜摩擦磨损表面的影响

4.3 磁场环境对45钢与H62黄铜互配副摩擦磨损表面的影响

4.4 磁场促进铁磁性材料45钢氧化的原因

4.5 小结

第5章 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果