GCr15／铝合金PTFE自润滑轴承制备及摩擦磨损性能

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1、南京航空航天大学硕士学位论文GCr15/铝合金-PTFE自润滑轴承制备及摩擦磨损性能姓名：舒伟才申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：向定汉20080301南京航空航天大学硕士学位论文摘要本研究开发出两种PTFE基金属自润滑轴承，第一种为GCr15-PTFE镶嵌型角接触轴承，以实现在低速重载条件下低摩擦和长寿命的目标，第二种为高强度铝合金-PTFE轴承，以满足航空工业对材料高比强度的要求。首先利用ANSYS有限元法对轴承基体进行结构设计。然后用酚醛树脂粉末与环氧树脂粘接GCr15与PTFE复合材料，选择粘接强度高的胶黏剂。最后，选用摩擦学性能优良的PTFE

2、复合材料、优化的轴承基体结构以及粘接强度高的胶黏剂，制备出GCr15-PTFE轴承，选择兰州物理化学研究所提供的GCr15-MoS2轴承作对比试验。摩擦磨损实验在摆动实验机上完成，试验条件：载荷为8-18KN，摆动频率8次/分钟，摆角为±30°，室温，相对湿度（70±5）%，研究其摩擦磨损性能。结果表明GCr15-PTFE轴承在重载条件下摩擦性能好，磨损寿命长。将PTFE纺织复合材料粘结到高强铝合金背衬上，制备成铝合金－PTFE轴承，选择航空工业常用的轴承（DU）作对比实验。摩擦磨损实验在摆动实验机上完成，实验条件：正压强为10-80MPa，摆动频率8次/分钟，摆

3、角为±30°，室温，相对湿度(70±5)%，研究其摩擦磨损性能。结果证实铝合金－PTFE轴承的摩擦系数大约0.055，摆动磨损寿命大约2.5万次，均优于DU轴承，可见这种高比强的新型轴承适用于航空航天工业。关键词：聚四氟乙烯，ANSYS，自润滑轴承，摩擦，磨损IGCr15/Al合金-PTFE自润滑轴承制备及摩擦磨损性能ABSTRACTTwonovelmetal-PTFEself-lubricatingbearingssuchasGCr15-PTFEcompositebearingandAlalloy-PTFEfabricbearingweredeveloped.G

4、Cr15-PTFEbearingwasexpectedtobeeffectivelystrengthenedleadingtolongservicelife.Alalloy-PTFEbearingwasexpectedtobehighspecificstrengthcomposite.First,thestructuresofGCr15-PTFEbearingweredesignedusingtheANSYSfiniteelementmethod.Second,TheadhesivestrengthtestswereconductedbyGB7124-1986to

5、selecttheoptimalbond.Third,theoptimalPTFEcompositewasselected,accordingtotheANSYSfiniteelementdesignandadhesivestrengthexperiment,andGCr15-PTFEbearingwasprepared.Finally,anotherGCr15-MoS2bearingwasselectedasacomparativeinvestigation.Thetribologicaltestswereperformedinanoscillatingtrib

6、o-tester.Experimentalconditionswerenormalpressurefrom8to18KN,anoscillatingfrequentcyof8timesperminute,oscillatinganglesof±30°andrelativehumidityof(70±5)%.ItisconfirmedthatGCr15-PTFEbearingexhibitedbetterwearresistanceandthelongerwearlife.AnAlalloy-PTFEbearingcomposedofPTFEbabricasthem

7、atrix,andadhesiveresinasthebinder,coheredontoahighstrengthAlalloysupport.Anotherbearing(DU)wasselectedasacomparativeinvestigation.Frictionandweartestswerecarriedoutinanoscillatingtribo-tester.Experimentalconditionswerenormalpressurefrom10to80MPa,anoscillatingfrequentcyof8timesperminut

8、e,osc