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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：738

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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。

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，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。

前言

航空航天工業(yè)包括從先前設計、建造、測試、銷售到后期的飛機維護、飛機零件、導彈、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的控溫和保證高溫下極其高的測試精度。在摩擦學實驗結(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行磨損測試，采用線性往復模式進行試驗。
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。