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摩擦磨損試驗機 | 航空航天工業(yè)材料涂層表征

安東帕 2021-12-06 | 閱讀：1043

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航天夢

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，我國載人航天工程已經(jīng)全面轉(zhuǎn)入空間站在軌建造任務(wù)階段。今年將陸續(xù)實施空間站核心艙發(fā)射、貨運補給、載人飛行等多次任務(wù)。

追憶漫漫太空之路

從人造衛(wèi)星到載人航天

中國航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，探索浩瀚宇宙的偉大事業(yè)更加行穩(wěn)致遠(yuǎn)，航天夢想實現(xiàn)的腳步越來越近。航空航天工業(yè)的發(fā)展為航天夢奠定了基礎(chǔ)。

前言

航空航天工業(yè)包括從先前設(shè)計、建造、測試、銷售到后期的飛機維護(hù)、飛機零件、導(dǎo)彈、火箭或航天器等各個方面的所有公司和活動。圖1展示的就是飛機生產(chǎn)車間。

圖1 ：飛機生產(chǎn)車間

民用航空和軍用航空的飛機及其零部件是一個非常龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，零部件的生產(chǎn)和使用所帶來的上下游環(huán)節(jié)非常之多。而生產(chǎn)一架飛機所用的材料更是種類繁多，這其中包括金屬、玻璃、陶瓷、塑料和各種復(fù)合材料。為了保證飛機的功能、安全和美觀，需要對這些材料的特性進(jìn)行精確描述和表征。

客戶痛點分析

某飛機部件制造商正在考慮引進(jìn)一種新型鋼材料所制造襟翼滾珠絲杠，然而需要知道它們是否會導(dǎo)致接觸材料出現(xiàn)過早磨損的情況。尤其是在航空航天工業(yè)體系中，過早磨損是飛機部件制造商面臨的一個重要問題。安東帕摩擦磨損試驗機可為客戶提供摩擦系數(shù)的測定和磨損的表征。

依照用戶的痛點和解析，推薦采用表征儀器為安東帕銷盤式摩擦儀（TRB³），如圖2所示。如果需要模擬高溫服役環(huán)境的話還提倡采用高溫摩擦儀（THT），如圖3所示，安東帕高溫摩擦儀能提供非常精準(zhǔn)的控溫和保證高溫下極其高的測試精度。在摩擦學(xué)實驗結(jié)束后，用集成式的表面輪廓儀可以測量磨痕輪廓，直接計算相應(yīng)的磨損率。

圖2：銷盤式摩擦儀TRB³

圖3：高溫摩擦儀THT

實驗

航空航天工業(yè)某部件制造商需要調(diào)查制造襟翼滾珠絲杠時使用的兩種新的涂層鋼材料造成的磨損情況。將兩種不同涂層材料的樣品制作成樣塊，如圖3所示。

圖3：客戶樣品

步驟：

采用安東帕銷盤式摩擦儀對樣品進(jìn)行磨損測試，采用線性往復(fù)模式進(jìn)行試驗。
摩擦副（對磨體）為100Cr6鋼球，硬度大約為60 HRC。
實驗結(jié)束后，記錄摩擦系數(shù)，并用顯微鏡觀察樣品和摩擦副的磨損情況。

實驗分析與結(jié)論

經(jīng)過摩擦學(xué)試驗后，得到兩種不同材料的摩擦系數(shù)基本什么變化，具體見圖4所示。從摩擦系數(shù)的曲線來看，經(jīng)過25min的磨損試驗后兩種樣品基本沒什么損傷。但是，通過顯微鏡觀察后發(fā)現(xiàn)摩擦副100Cr6鋼球表面有損傷。通過計算得到，1# 樣品體系下的100Cr6 鋼球的磨損量為0.000186 mm³/(Nm)，而2# 樣品的磨損量為0.000202 mm³/(Nm)。這樣可以看出2# 樣品對于對磨體的傷害大。