畢業(yè)論文鈦鎳合金耐磨性試驗(yàn)研究學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)院：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)：指導(dǎo)教師：年月鈦鎳合金耐磨性試驗(yàn)研究摘要鈦鎳合金是一種性能優(yōu)異、用途廣泛的金屬材料。鈦鎳合金作為一種性能優(yōu)異的鈦合金，具有優(yōu)良的耐磨性能，它作為骨科內(nèi)固定器械、義齒等已得到廣泛臨床應(yīng)用。鈦鎳合金具有優(yōu)良的形狀記憶效應(yīng)和偽彈性”。因?yàn)殁佹嚭辖鹁哂袃?yōu)良的耐磨性能，可制成各種連接緊固件、驅(qū)動(dòng)元件等，應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域。但在工業(yè)中的應(yīng)用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)金屬材料，最主要的原因在于它高昂的價(jià)格。因?yàn)殁佹嚭辖鹩腥绱藘?yōu)秀的耐磨擦性能，我們?cè)囍阉c我們使用的零件進(jìn)行堆積焊來提高零件的使用性能。并且降低我們所需零件的成本。本論文主要是用摩擦磨損實(shí)驗(yàn)來測(cè)試在零件表面堆焊鈦鎳合金是否能增加零件的耐磨性能。關(guān)鍵詞：鈦鎳合金，耐磨性，成本W(wǎng)earResistanceofTi-NiAlloysAbstractNickel-titaniumalloyisanexcellent,versatilemetal.Titanium-nickelalloyasahighperformancetitaniumalloywithexcellentwearresistance,asorthopedicfixationdevices,dentures,etc.,havebeenwidelyclinicalapplication.Nickel-titaniumalloywithexcellentshapememoryeffectandpseudo-elasticity."Becausethetitanium-nickelalloywithexcellentwearresistance,canbemadeofFasteners,drivecomponents,etc.,usedinaerospacefields.ButintheIndustryismuchlowerthantraditionalmaterials,mainlybecauseofitshighprice.becausetitanium-nickelalloyhassuchexcellentabrasionperformance,wetryitwiththeaccumulationofthepartsweusetoimproveweldingperformanceparts.Andreducethecostofsparepartsweneed.thisthesisistousefrictionandwearexperimentstotestthepartsofthesurfaceoftitanium-nickelalloycladdingistoincreasethewearresistanceofparts.Keywords:titanium-nickelalloy,wearresistance,cost目錄299801緒論 148351．1研究背景 1278321．2研究目的 2153451.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 255161.4研究?jī)?nèi)容 3231912實(shí)驗(yàn)材料 5242702.1試驗(yàn)設(shè)備 5156992.2試驗(yàn)材料 5288552.3摩擦副 6308162.4實(shí)驗(yàn)夾具 6301693研究方法 868674測(cè)試步驟 10227444.1探索性試驗(yàn) 1011814.2試驗(yàn) 10188775試驗(yàn)內(nèi)容 11295045.1低載荷高轉(zhuǎn)速 11218855.1.1試驗(yàn)條件 11302475.1.2磨損量對(duì)比 11212415.1.3摩擦系數(shù)對(duì)比 123265.2重載荷低轉(zhuǎn)速 19257295.2.1試驗(yàn)條件 19315125.2.2磨損量對(duì)比 1957405.2.3摩擦系數(shù)對(duì)比 2018745.3重載荷高轉(zhuǎn)速 2429255.3.1試驗(yàn)條件 24236555.3.2磨損量對(duì)比 24277855.3.3摩擦系數(shù)對(duì)比 2587336結(jié)論 2716869參考文獻(xiàn) 282486致謝 341緒論1．1研究背景鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于航天航空、機(jī)械、電子、化工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。但是鈦合金摩擦系數(shù)大、耐磨性差，限制了其工程應(yīng)用。此外，鈦合金作為生物材料具有重量輕、無毒等特點(diǎn)，近年來鈦在石油化工冶金生物醫(yī)學(xué)和體育用品等領(lǐng)域開始得到應(yīng)用并己成為新工藝新技術(shù)新設(shè)備不可缺少的金屬材料鈦工業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。人類最早發(fā)現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)是在1932年,Olander在Au2Cd合金中發(fā)現(xiàn)類橡皮效應(yīng),1949年蘇聯(lián)Kurdjumov等人在Cu21417Al2115Ni(質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金中發(fā)現(xiàn)冷卻時(shí)馬氏體形成并長(zhǎng)大,加熱時(shí)馬氏體收縮至消失,發(fā)生逆相變。直到1963年美國(guó)海軍武器試驗(yàn)室W1J1Buehler在Ti2Ni等原子比合金中發(fā)現(xiàn)了形狀記憶效應(yīng)才引起了人們的注意。Ti2Ni合金的真正應(yīng)用是在20世紀(jì)70年代,是Raychem公司制造的“Croyfit”連接套管,這一應(yīng)用已經(jīng)超出了Buehler發(fā)現(xiàn)的“NiTianl”范圍。因?yàn)?該套管已具備了低溫相變特性,進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)Ti2Ni合金除具有記憶效應(yīng)外,還具有高比強(qiáng)、高疲勞壽命、高阻尼、耐蝕、耐磨等特性。鈦鎳合金雖然其價(jià)格較貴,也較難加工,但應(yīng)用仍十分廣泛,主要原因是:①具有優(yōu)良的形狀記憶和超彈性,單程形狀記憶效應(yīng)和超彈性均可達(dá)到8%,雙程形狀記憶效應(yīng)穩(wěn)定性好,當(dāng)應(yīng)變小于1%時(shí),雙程記憶循環(huán)次數(shù)可達(dá)幾百萬次;②Ti2Ni合金具有比較好的機(jī)械性能,本質(zhì)晶粒度很細(xì)小,可以被加工成很細(xì)小的絲材和薄板(<100Lm),而Cu基記憶合金的極限尺寸為200Lm;③Ti2Ni合金具有很好的抗腐蝕性和生物相容性,符合醫(yī)學(xué)應(yīng)用要求,其生物相容性優(yōu)于不銹鋼,與純鈦相近。鈦鎳合金雖然其價(jià)格較貴,也較難加工,但應(yīng)用仍十分廣泛,主要原因是:①具有優(yōu)良的形狀記憶和超彈性,單程形狀記憶效應(yīng)和超彈性均可達(dá)到8%,雙程形狀記憶效應(yīng)穩(wěn)定性好,當(dāng)應(yīng)變小于1%時(shí),雙程記憶循環(huán)次數(shù)可達(dá)幾百萬次;②Ti2Ni合金具有比較好的機(jī)械性能,本質(zhì)晶粒度很細(xì)小,可以被加工成很細(xì)小的絲材和薄板(<100Lm),而Cu基記憶合金的極限尺寸為200Lm;③Ti2Ni合金具有很好的抗腐蝕性和生物相容性,符合醫(yī)學(xué)應(yīng)用要求,其生物相容性優(yōu)于不銹鋼,與純鈦相近。鈦鎳基合金作為一種性能優(yōu)異的鈦合金，具有優(yōu)良的耐磨性能，它作為骨科內(nèi)固定器械、義齒等已得到廣泛臨床應(yīng)用。骨科器械、義齒等經(jīng)長(zhǎng)期使用后會(huì)產(chǎn)生磨損，所產(chǎn)生的磨屑可誘導(dǎo)骨吸收，從而導(dǎo)致其無菌松動(dòng)和最終失效。人體內(nèi)的生物摩擦磨損環(huán)境非常苛刻，摩擦副的生物力學(xué)行為十分復(fù)雜，因此，目前使用的鈦鎳基合金的摩擦學(xué)性能仍有待進(jìn)一步提高以滿足使用要求。Ti2Ni臺(tái)金是一種新型的性能優(yōu)異的摩擦學(xué)材料，其摩擦學(xué)特性主要與相變超彈性有關(guān)，快速應(yīng)變硬化、耐腐蝕及抗疲勞等特性也對(duì)合金的耐磨性能有很大幫助。1．2研究目的由于Ni2Ti合金具有馬氏體相變的特性以及較小的彈性模量，從而使其表現(xiàn)出較好的彈性形變協(xié)調(diào)能力，進(jìn)而影響其耐磨性能。研究表明，與典型的耐磨材料相比，Ni2Ti合金具有更加優(yōu)異的耐磨性，可成為摩擦部件的良好選材，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。對(duì)NiTi合金耐磨損性能的研究已經(jīng)有10多年歷史了，目前國(guó)際上對(duì)近等原子比NiTi合金的磨損行為進(jìn)行了大量的研究。證明Ni2Ti合金具有良好的耐磨損性能。隨著我國(guó)工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)具有高耐磨性的金屬材料的需求量很大，但單純以采用高性能材料的方法成本太高(于是在材料或零件的表面熔敷上一層耐磨金屬就成為一種既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)的方法，通常以硬度作為衡量堆焊金屬的耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)(但近年來的研究表明，堆焊金屬的耐磨性和硬度有關(guān)，但硬度并不是唯一的影響因素，或者說，硬度并不是影響耐磨性的根本原因(堆焊金屬的顯微組織、合金元素的種類和含量對(duì)堆焊金屬的耐磨性都起著重要的作用。用鈦鎳合金來作為一些零件的堆積焊耐磨材料，即提高了零件自身的耐磨性又節(jié)約了制作零件的成本。1.3國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代以來"形狀記憶合金的發(fā)展非常迅速"美國(guó)’日本等相繼大量投入"并有大量的文獻(xiàn)報(bào)道)研究領(lǐng)域包括熔煉’加工’熱處理’記憶訓(xùn)練等諸方面)公開的專利就有上萬件"合金的種類已達(dá)幾十種之多"其中EB8AB合金由于具有以上介紹的優(yōu)良性能"因此倍受人們的青睞"也是研究最早’最充分的形狀記憶合金。美國(guó)鈦工業(yè)起步較早，其規(guī)模和技術(shù)目前都處在世界領(lǐng)先地位，一開始就注重鈦合金材料的基礎(chǔ)研究，并以此指導(dǎo)鈦合金材料的應(yīng)用和開發(fā)，取得了舉世矚目的成就。第一個(gè)實(shí)用的鈦合金就是1954年美國(guó)研制成功的Ti．6AI．4V合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75％～85％。近年，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，鈦和鈦合金材料逐漸進(jìn)入了民用領(lǐng)域。由鈦及鈦合金板、管、帶、絲、箔、餅、環(huán)等加工材和多種金屬復(fù)合材制成的鈦產(chǎn)品，在醫(yī)療、體育及眼鏡、手表、洗衣機(jī)等日用消費(fèi)品領(lǐng)域得到應(yīng)用，受到市場(chǎng)的青睞，未來的市場(chǎng)十分巨大。目前，世界上能進(jìn)行鈦工業(yè)生產(chǎn)的只有美國(guó)、俄羅斯、日本、中國(guó)和歐洲的少數(shù)國(guó)家。而我國(guó)具有鈦資源的優(yōu)勢(shì)，在全球，我國(guó)的鈦資源占各國(guó)之首位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已探明擁有8．7億噸的資源儲(chǔ)量，是世界己探明儲(chǔ)量的60％左右。所以，發(fā)展鈦材制品在我國(guó)有著得天獨(dú)厚的有利條件。特別是近10年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)消費(fèi)的需求向高檔次發(fā)展，鈦及鈦合金開始由航天、航空、國(guó)防軍工領(lǐng)域逐漸進(jìn)入到民用消費(fèi)領(lǐng)域。諸如體育休閑業(yè)的鈦高爾夫球桿以及鈦眼鏡架、鈦手表、鈦?zhàn)孕熊嚨犬a(chǎn)品，對(duì)鈦的需求在不斷增大。據(jù)悉，僅制作高爾夫球頭及球桿所消耗的鈦已超過1000t。由于民用領(lǐng)域?qū)︹伒男枨笾鹉暝鲩L(zhǎng)，使我國(guó)的鈦工業(yè)得到較快發(fā)展。目前，研制的鈦合金已達(dá)50多種，列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鈦和鈦合金牌號(hào)近30個(gè)。一批新型鈦合金，其綜合性能達(dá)到國(guó)際同類合金的領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。我國(guó)已經(jīng)成為世界上繼美國(guó)、俄羅斯、日本之后，具有完整工業(yè)體系和生產(chǎn)能力的世界第4大鈦工業(yè)國(guó)。1.4研究?jī)?nèi)容（1）了解鈦鎳合金的特性、耐磨性的試驗(yàn)方法、原理；對(duì)鈦鎳合金做進(jìn)一步的了解，對(duì)它的耐磨性和各方面特性進(jìn)行試驗(yàn)，了解試驗(yàn)的方式方法和試驗(yàn)原理。（2）對(duì)用鈦鎳合金和零件用堆積焊技術(shù)焊接起來，并且不能出現(xiàn)氣泡；對(duì)選用的零件和鈦鎳合金進(jìn)行堆積焊，做好堆積焊的各項(xiàng)準(zhǔn)備。（3）零件進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，能否提高零件的耐磨性能；試驗(yàn)時(shí)，銷固定不動(dòng)，盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過力傳感器采集試驗(yàn)過程總摩擦力和載荷的變化，通過位移傳感器對(duì)試樣的總磨損進(jìn)行測(cè)量。2實(shí)驗(yàn)材料2.1試驗(yàn)設(shè)備 圖2-1MMW-1A萬能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)2.2試驗(yàn)材料圖2-2鈦鎳合金、45鋼標(biāo)準(zhǔn)銷2.3摩擦副圖2-345鋼圖2-4棕剛玉+白剛玉2.4實(shí)驗(yàn)夾具圖2-5圖2-6圖2-7為了固定摩擦副所設(shè)計(jì)的摩擦副的夾具3研究方法采用的是銷盤式試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)，銷固定不動(dòng)，盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過力傳感器采集試驗(yàn)過程總摩擦力和載荷的變化，通過位移傳感器對(duì)試樣的總磨損進(jìn)行測(cè)量。主要用于在滑動(dòng)條件下，評(píng)價(jià)材料的摩擦系數(shù)和磨損率，研究工況參數(shù)對(duì)摩擦性能和磨損機(jī)理的影響。本實(shí)驗(yàn)使用的是測(cè)長(zhǎng)法，測(cè)長(zhǎng)法是測(cè)量摩擦表面法向尺寸在試驗(yàn)前后的變化來確定磨損量。常用測(cè)量長(zhǎng)度儀器，如千分尺、千分表、測(cè)長(zhǎng)儀、萬能工具顯微鏡、讀數(shù)顯微鏡等。為了便于測(cè)量，往往在摩擦表面人為地做出測(cè)量基準(zhǔn)，然后以此測(cè)量基準(zhǔn)來量度摩擦表面的尺寸變化，測(cè)量基準(zhǔn)是根據(jù)試件形狀和尺寸，在不影響試驗(yàn)結(jié)果的條件下設(shè)置的，其形式有：（1）壓痕法：壓痕法是通過事先在試樣表面壓出壓痕，再根據(jù)磨損前后壓痕尺寸的變化來計(jì)算試樣的磨損量。如磨損試驗(yàn)前用維氏硬度計(jì)壓頭在試樣表面上打出壓坑，如圖所示，測(cè)出其對(duì)角線長(zhǎng)度d2，試驗(yàn)后再測(cè)出壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度d1，則試驗(yàn)中磨損的深度為：△h=(d2-d1)/m。圖3-1因?yàn)閴汉圻^程并非是完全塑性變形,所以壓坑與壓頭的形狀不完全相同。考慮彈性變形的影響應(yīng)將m數(shù)值增大。當(dāng)錐面角α=136°時(shí),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可按以下數(shù)值選取:塑性良好的金屬例如鉛,選取m=7;鑄鐵,選取m=7.6～8.2；軸承鋼,選取m=7.7～8.4。壓痕法產(chǎn)生誤差的另一個(gè)因素是壓坑四周形成鼓起,使表面形狀變化，并影響摩擦副的配合性質(zhì)和磨損測(cè)量精度。（2）切槽法：切槽法測(cè)磨損與壓痕法十分相似,用回轉(zhuǎn)刀具刻出月牙形槽，切槽法排除了彈性變形回復(fù)和四周鼓起的影響。根據(jù)幾何關(guān)系，切槽寬度和磨損深度的關(guān)系為：圖3-2r-刀刃的回轉(zhuǎn)半徑；R-試件的表面曲率半徑，平面時(shí)R=∞，凸面用“+”，凹面用“-”。壓痕法和切槽法只適用于磨損量不大而表面光滑的試件。由于這兩種方法都要局部破壞試件的表層,因而不能用于研究磨損過程中表面層的組織結(jié)構(gòu)的變化。4測(cè)試步驟4.1探索性試驗(yàn)45鋼標(biāo)準(zhǔn)銷與棕剛玉作為摩擦副，進(jìn)行試驗(yàn)，（暫定）每2分鐘，測(cè)量銷子的長(zhǎng)度并做記錄，根據(jù)磨削量確定測(cè)量間隔△t。4.2試驗(yàn)分別選用不同的摩擦副進(jìn)行試驗(yàn)，每隔△t測(cè)量試件長(zhǎng)度，并做記錄，記錄摩擦力、摩擦系數(shù)等變化曲線。重點(diǎn)觀測(cè)鈦鎳合金邊界膜破裂時(shí)的摩擦系數(shù)變化情況。5試驗(yàn)內(nèi)容5.1低載荷高轉(zhuǎn)速5.1.1試驗(yàn)條件采用大銷環(huán)試驗(yàn)，摩擦副為棕剛玉+白剛玉的混合材料（砂輪），其硬度為L(zhǎng)（中硬）、粒度為70目。試驗(yàn)轉(zhuǎn)速300r/min，加載力50N，每2分鐘側(cè)一次銷子磨損量。5.1.2磨損量對(duì)比 圖5-1轉(zhuǎn)速300r/min、加載力50N時(shí)磨損量對(duì)比從圖1可見，在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速300r/min、加載力50N時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)銷的單次測(cè)量的磨損量遠(yuǎn)大于鈦鎳合金的磨損量，標(biāo)準(zhǔn)銷試驗(yàn)5次，累計(jì)總磨損量為2.72mm，平均磨損量為0.554mm。鈦鎳合金試驗(yàn)9次，累計(jì)總磨損量為1.26mm，平均磨損量為0.14mm。5.1.3摩擦系數(shù)對(duì)比（1）標(biāo)準(zhǔn)銷的摩擦系數(shù)（a）（b）（c）（d）（e）圖5-2標(biāo)準(zhǔn)銷與砂輪在轉(zhuǎn)速300r/min、加載力50N時(shí)的摩擦系數(shù)a、b、c、d、e-分別代表第一~第五次測(cè)量曲線紅色曲線為摩擦系數(shù)變動(dòng)曲線，從圖2可看出，標(biāo)準(zhǔn)銷與砂輪在轉(zhuǎn)速300r/min、加載力50N時(shí)的摩擦系數(shù)波動(dòng)較大，如圖2（c）摩擦系數(shù)最小達(dá)到了0，而如圖2（e）摩擦系數(shù)最大達(dá)到了1.1。試驗(yàn)現(xiàn)象為銷子磨損很快，振動(dòng)較大，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。（2）鈦鎳合金銷的摩擦系數(shù)紅色曲線為摩擦系數(shù)變動(dòng)曲線，從圖3可看出，鈦鎳合金銷與砂輪在轉(zhuǎn)速300r/min、加載力50N時(shí)的摩擦系數(shù)波動(dòng)較小，基本在0.35~0.7之間，隨摩擦?xí)r間加長(zhǎng)摩擦系數(shù)有減小趨勢(shì)，但減小量不是很大。試驗(yàn)現(xiàn)象為銷子磨損慢，振動(dòng)很小，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）圖5-3鈦鎳合金銷與砂輪在轉(zhuǎn)速300r/min、加載力50N時(shí)的摩擦系數(shù)a~e-分別代表第一~第8次測(cè)量曲線（3）標(biāo)準(zhǔn)銷與鈦鎳合金銷的摩擦系數(shù)對(duì)比分析結(jié)論銷子磨損很快，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差，摩擦系數(shù)波動(dòng)較大；鈦鎳合金耐磨性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，起動(dòng)時(shí)，沖擊振動(dòng)小。5.2重載荷低轉(zhuǎn)速5.2.1試驗(yàn)條件采用大銷環(huán)試驗(yàn)，摩擦副為棕剛玉+白剛玉的混合材料（砂輪），其硬度為L(zhǎng)（中硬）、粒度為70目。試驗(yàn)轉(zhuǎn)速200r/min，加載力150N，每5分鐘側(cè)一次銷子磨損量。5.2.2磨損量對(duì)比圖5-4轉(zhuǎn)速200r/min、加載力150N時(shí)磨損量對(duì)比從圖4可見，在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速200r/min、加載力150N時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)銷的單次測(cè)量的磨損量遠(yuǎn)大于鈦鎳合金的磨損量，標(biāo)準(zhǔn)銷試驗(yàn)3次，累計(jì)總磨損量為3.06mm，平均磨損量為1.02mm。試驗(yàn)過程中，由于磨損量過大，滿載摩擦過程大約只有1分鐘左右（如圖5），因此，標(biāo)準(zhǔn)銷在大載荷、低轉(zhuǎn)速下磨損很快。鈦鎳合金試驗(yàn)5次，累計(jì)總磨損量為2.22mm，平均磨損量為0.44mm。這里還需注意，第五次為邊界膜破裂時(shí)（如圖6e），所以第五次磨損量較大。5.2.3摩擦系數(shù)對(duì)比（1）標(biāo)準(zhǔn)銷的摩擦系數(shù)紅色曲線為摩擦系數(shù)變動(dòng)曲線，從圖5可看出，標(biāo)準(zhǔn)銷與砂輪在轉(zhuǎn)速200r/min、加載力150N時(shí)的摩擦系數(shù)波動(dòng)非常大，如圖5，從0到1.1大幅波動(dòng)。試驗(yàn)加載力也很快減小。試驗(yàn)現(xiàn)象為銷子磨損非常快，振動(dòng)較大，運(yùn)轉(zhuǎn)很不穩(wěn)定。（a）（b）（c）圖5-5標(biāo)準(zhǔn)銷與砂輪在轉(zhuǎn)速200r/min、加載力150N時(shí)的摩擦系數(shù)a、b、c-分別代表第一~第三次測(cè)量曲線（2）鈦鎳合金銷的摩擦系數(shù)（a）（b）（c）（d）（e）圖5-6鈦鎳合金銷與砂輪在轉(zhuǎn)速200r/min、加載力150N時(shí)的摩擦系數(shù)a~e-分別代表第一~第五次測(cè)量曲線 紅色曲線為摩擦系數(shù)變動(dòng)曲線，從圖6可看出，鈦鎳合金銷與砂輪在轉(zhuǎn)速200r/min、加載力150N時(shí)的摩擦系數(shù)非常平穩(wěn)，只有在邊界膜破裂時(shí)出現(xiàn)了大幅波動(dòng)（如圖6e）。試驗(yàn)加載力也很穩(wěn)定，邊界膜破裂后試驗(yàn)力很快減小。試驗(yàn)現(xiàn)象為銷子磨損小，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，振動(dòng)小。5.3重載荷高轉(zhuǎn)速5.3.1試驗(yàn)條件采用大銷環(huán)試驗(yàn)，摩擦副為45鋼（未熱處理），表面粗糙度6.3。試驗(yàn)轉(zhuǎn)速500r/min，加載力150N，每5分鐘側(cè)一次銷子磨損量。實(shí)際由于發(fā)熱嚴(yán)重，標(biāo)準(zhǔn)銷只進(jìn)行了一次試驗(yàn)，鈦鎳合金銷進(jìn)行了兩次試驗(yàn)。5.3.2磨損量對(duì)比在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速500r/min、加載力150N時(shí)，摩擦副為45鋼（未熱處理）時(shí)標(biāo)準(zhǔn)銷的單次測(cè)量的磨損量為0.2mm，鈦鎳合金的單次測(cè)量的磨損量幾乎為零，累計(jì)總磨損量也幾乎為0，由此看出鈦鎳合金的耐磨性非常好。5.3.3摩擦系數(shù)對(duì)比（1）標(biāo)準(zhǔn)銷的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)基本穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，振動(dòng)大，發(fā)熱嚴(yán)重，環(huán)表面出現(xiàn)膠合，銷子表面燒焦。 圖5-7標(biāo)準(zhǔn)銷與45鋼在轉(zhuǎn)速500r/min、加載力150N時(shí)的摩擦系數(shù)（2）鈦鎳合金銷的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)基本穩(wěn)定，前5分鐘，振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，由于銷子表面有凸起，劃傷配對(duì)副，發(fā)熱小；后5分鐘振動(dòng)稍大，發(fā)熱加劇，銷子未現(xiàn)燒焦。（a）（b）圖5-8鈦鎳合金銷與45鋼在轉(zhuǎn)速500r/min、加載力150N時(shí)的摩擦系數(shù)6結(jié)論（1）與棕剛玉+白鋼玉作配對(duì)副時(shí)，銷子磨損很快；鈦鎳合金耐磨性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，在砂輪表面形成一層膜，起動(dòng)時(shí)，沖擊振動(dòng)小，但發(fā)熱較大；（2）與45鋼作配對(duì)副時(shí)，鈦鎳合金在振動(dòng)穩(wěn)定性、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、發(fā)熱量方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，硬度較大，如果表面質(zhì)量差時(shí)會(huì)劃傷配對(duì)副。（3）經(jīng)過試驗(yàn)證明在使用用堆積焊在零件表面添加鈦鎳合金，有效的提高了零件的耐磨性、性能穩(wěn)定、摩擦系數(shù)穩(wěn)定，所以在零件表面堆積鈦鎳合金來提高零件的耐磨性這個(gè)方案是可行的。參考文獻(xiàn)[1]王寶云，李爭(zhēng)顯，馬東康．鈦及鈦合金表面強(qiáng)化技術(shù)，稀有金屬快報(bào)，2005，7：6-11．[2]劉江.金屬功能材料[J].1994,(4):5-8[3]Fuchs.Newaspectsofwearbehaviourofspeciallycoatedcementedcarbidetools[J].14thInternationalWoodMachineSemina,1999,Ⅰ:41-51[4]NouveauC.DepositionofhardcoatingbyPVDmethodsoncuttingtools:Applicationinwoodmachine[J].14thInternationalWoodMachineSemi-na,1999,Ⅰ:441-452[5]盛田貴雄.Cuttingofdifficult-to-cutwoodbasedmaterialswithdiamondcoatedCementedCarbideTools[J].[6]YuSI-LChunYB，CaoWQ，etc．Comparisonofequalcha∞elangularpressingandcoldrollingintheevolutionofmicrostructureandtextureinzirconium，Metalsandmaterialsinternational,2005，11(2)：101—111．[7]lShinDH，Kiml，KimJ，etc．Shearstrainaccommodationduringsevereplasticdeformationoftitaniumusingequalchannelangularpressing，Mater．Sci．Eng．A'2002，334(1—2)：239—245．[8]LiZH，ChangXH，ShangGuanQO．EffectsofheattreatmentandECAEprocessontransformationbehaviorsofTiNishapememoryalloy,MaterialsLetters，2005，59(6)：705—709．[9]LjzlI，XiangGQ，ChengXH．EffectofECAEprocessonmicrostructoreandtransformationbehaviorofTiNishapememoryalloy,MaterialsandDesign，2006,27(4)：324-328．[10]張建福,萬成緒.金屬功能材料[L].1996,(2)：51-54[11]大冢和弘,堀川宏.金屬[J].1995,65(1)：31-38[12]木材學(xué)會(huì)志,1995,41(12):1093-1101[13]松島志延，崔漢吉吉，大橋重雄.日本金屬學(xué)會(huì)志[J].1999,46(6):1103-1007[14]黃新民,錢利華,徐金霞.鎳-磷-納米顆粒化學(xué)復(fù)合鍍的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].電鍍與精飾,2002,21(6):12-16[15]王健,孫建春,丁培道,等.納米復(fù)合鍍工藝的研究現(xiàn)狀[J].表面技術(shù)，2004，33（3）：1-3,18[16]楊衛(wèi)東.硬質(zhì)合金表面Ni-P-納米Ti(C,N)化學(xué)復(fù)合鍍層性能研究[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2004.8-9[17]蔣曉霞,沈偉.化學(xué)鍍理論與實(shí)踐[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2000.26-60[18]江奇.硬質(zhì)合金表面Ni-P/納米Ti(C,N)化學(xué)復(fù)合鍍工藝研究[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2004.18[19]陳亞,李士嘉,王春林,等.現(xiàn)代實(shí)用電鍍技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2003:176[20]王正平,曹茂盛,楊會(huì)靜,等.Ni-P-Ni3Si4納米粒子化學(xué)復(fù)合鍍工藝優(yōu)化及鍍層性能表征[J].中國(guó)表面工程,2001,52(3):24-29[21]李文平.鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].輕金屬,2002(5):53-55[22]孫榮祿,郭立新,董尚利.鈦及鈦合金表面耐磨熱處理[J].宇航材料工藝，1999，（5）：15-19[23]劉鳳嶺,李金桂,馮自修.鈦合金表面技術(shù)的進(jìn)展[J].腐蝕與防護(hù)，2001,22（2）：54-57[24]許曉靜,王宏宇,陳康敏.鈦合金表面耐磨涂層的火焰噴焊方法[P].CN2004100652139,2004-11-02[25]李平,鄧永瑞.鈦合金表面激光熔覆氧化鋯陶瓷涂層的顯微組織[J].稀有金屬材料與工程,1995,24(4):19-24[26]焊接編寫組.焊接方法及設(shè)備之四(釬焊和膠結(jié))[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982[27]趙連城，蔡偉，鄭玉峰.合金的形狀記憶效應(yīng)與超彈性<M>.北京,國(guó)防工業(yè)出版社，1995(l):41-42.[28]劉鶴，周振華，粱寶巖等．機(jī)械合金化TL／AI合金的制備，粉末冶金業(yè)，2005，15(3)：6-9．[29]JINJI，，WANGHL．WearresislanceofNiTialloy[J7AetaMetal[Sinica，1988，24(1)：A5669[30]黃學(xué)文，董光能．王慧．等超彈TiNi合金的摩擦學(xué)特性研究．摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2002．22(6)：409—413．[31]LIDY．WearbehaviorofTiNishapememoryalloys[J]．Scr[ptaMateriali'a，1996，34(2)：195～200．[32]LIDY．AnewtypeofWear—resistantmaterial：pseudo?sticTiNialloyIf]．Wear，1998．221：116一i23．[33]LIDYtLIUR，Themechanismresponsibleforhighwearresis—tlDceofpseudo—elasticTiNialloy—anoveltribomaterial：J]．W?，1999．225229777—783[34]LIUR·LIDY．Experimentalstudiesontribologicalpropertiesofpseudoe[astieTiNialloywithcomparisonIOstainlesssteel304[35]MetallurgicalandMaterialsTransactionsA，2000．31A(11)2773—2783[36]IceSH'SaimXTsnjiN，ere．Roleofshearstraininultragrainrefinementbyaccumulativeroll—bonding(ARB)process，ScriptaMater．，2002,4.6[37]L1UR，LIDY．Afiniteelementmodelstudyonwe?esistantofpseudoe[astieTiNialloy[J]．MaterialsScienceandEngineer—ing．2000，A277：l69175．[38]I．INHc．L1AOHM．HEJL．etalWearehaxaeLerlstiesationnitridedTi㈣Ni。shapememoryatloys!J]．SurfaceandCoalingTechnology，1997t92：178189[39]LINHC，I．IAOHM，HEJL-elalWearcharacteristicsofTi．Nishapememoryalloys[J]．MetallurgicalandMaterialsTransactionsA，1997，28A：1871—1877[40]WUSK，l，INHC，YEHCH．AcomparisonofthecavitationerosionresistanceofTiNialloys，SU$304stainlesssteelandNi—basedself·fluxingalloy[J]Wear．2000，244：8593．[41]jl，INHC，wuSK，YEHCHAcomparisonofslurryerosioncharacteristicsofTiNishapememoryaltoysandSUS304slainlesssteel口]Wear。2001．249：557—565．[42]ZHANGTC，LIDYAnexperimentalstudyODlh㈨∽ionbehaviorofpseudoelasticTiNiahoyindrysandandinaggressiremedia[Jj．MaterialsScienceandEngineering，2000．A293：208—214[43]LiangYN，“JinYB，etc．Wearbehaviorofa豇Nialloy,Wear,1996，198：236-241．[44]揚(yáng)杰．吳月華．形狀記憶合金及其應(yīng)用[M]合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1993[45]JinJiailng,WangHongliang.ActaMetall.SinicaA,1988,2.4.[46]HuangXue-Wen,DongGuang-neng,WangHui,etal.StudyonTribologicalCharacteristicsofPseudoelasticTt-NiAlloys[J].Tribology(Tobepublished)(InChinese).[47]LiD.YAnewtypeofwear-ersistantmaterial:pseudo-elasticTi-Nialloy[1]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