- 金杰;成前前;周一沐;
深入剖析了离子注入强化轴承钢的微观机理，包括固溶强化、沉淀强化、弥散强化、晶粒细化、缺陷强化及压应力强化等研究内容；重点阐述了注入元素、能量、剂量等关键工艺参数对摩擦学性能的影响规律及其内在机理；总结了离子注入后轴承钢摩擦学性能试验及测试技术。在上述基础上，探讨了当前轴承钢离子注入仍然存在的问题，如注入基础理论、注入技术、多场耦合协同优化、现代信息和智能化离子注入技术开发、复杂工况适用性和注入深度局限性等，并对智能化工艺设计、复合制备技术、新注入功能结构材料制备原理探索等未来研究方向进行了展望，以期为开发下一代高性能长寿命轴承提供设计和制造技术参考依据，使离子注入技术在轴承行业具有更广阔应用前景。
2025年12期 No.553 1-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2007K] - 张晓东;刘慧娴;李国强;王昊;王铀;
氧化铝陶瓷涂层凭借其高电阻率、耐磨损以及耐腐蚀特性，成为电机轴承绝缘防护的关键材料，可有效抑制轴电流腐蚀并延长轴承服役寿命。回顾了大气等离子喷涂制备氧化铝绝缘涂层的研究进展，着重介绍了粉体（粒径、晶型及其含量）、喷涂工艺参数（粒子飞行速度和温度、喷涂距离、喷涂功率、喷涂角度、喷涂气氛、送粉率）以及基体预热对涂层显微组织（相组成、孔隙率、层间结合等）及力学性能（显微硬度、结合强度等）的影响，结果表明：通过改变喷涂距离、喷涂角度、喷涂功率等参数可以降低涂层孔隙率（小于5%），并提升α相Al2O3含量及界面结合强度，但高熔点带来的层间缺陷仍是限制其绝缘性能的关键瓶颈。现有工作通过复合掺杂与后处理工艺改善了涂层致密性，为开发高可靠性轴承绝缘涂层提供了理论依据。目前，绝缘涂层在实际应用中面临可靠性、经济性、性能局限的问题，可以通过优化原料选择、提升工艺、开发新型材料以及后处理工艺解决，未来需进一步平衡涂层绝缘性能、机械强度与工业成本之间的协同优化。
2025年12期 No.553 17-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2424K] - 毛亚洲;郭琳琳;胡怀宗;张宇轩;郑景阳;
表面织构与表面涂层作为改善表面摩擦学性能的2种方式，具有各自独特的优点，将表面织构与涂层耦合可充分发挥两者的优势，进一步改善应用于恶劣工况条件下摩擦副的摩擦学性能。概述了不同润滑状态下表面织构的减摩机理，并对其常见的表面形貌、几何特征参数及分布形式进行对比分析；从织构/涂层结合性能入手，综述了织构几何参数对涂层结合性能的影响；将表面织构与涂层耦合作用的加工工序、工况条件、涂层元素掺杂与厚度对改善摩擦副摩擦学性能的发展做出总结，提出2种或2种以上表面改性技术的协同作用机理有待进一步探究，推动复合改性技术在表面工程领域的发展与应用。
2025年12期 No.553 32-47+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] - 宫雪;周帅;张耀辉;刘洁熙;
自润滑涂层是一种重要的固体润滑材料，可以显著减少摩擦磨损，提升设备的整体性能和可靠性，被广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。随着工业的发展，对自润滑涂层的性能提出了更高要求，需要完善自润滑涂层材料与研究体系，以满足对自润滑涂层低磨损率，优异润滑性能以及高可靠性的新需求。综述了几种典型自润滑涂层（金属基、非金属基、高分子基及类金刚石基）材料的研究进展，重点分析了该类涂层的组分设计和摩擦学性能，总结了目前在自润滑涂层研究中存在的问题，并进一步指出深入开展材料组织结构与摩擦机理模型的构建，高温自润滑材料体系的开发，试验和数值模拟与人工智能等技术的结合是未来自润滑涂层研究的重要方向。
2025年12期 No.553 48-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K] - 李倩;张翔;向佳鹏;邓兆雪;成夙;
Al_2O_3陶瓷涂层熔点高，化学稳定性好，绝缘电阻率高，介电损耗小，同时具有耐磨损及耐腐蚀性能，常作为绝缘介质被应用在绝缘陶瓷轴承中。系统综述了热喷涂技术制备Al_2O_3涂层的研究进展，重点阐述了Al_2O_3涂层与基体的界面结合性能以及Al_2O_3涂层的耐磨损及耐腐蚀性能。纳米结构Al_2O_3涂层较传统微米结构Al_2O_3涂层的综合力学性能、耐磨损和耐腐蚀性能显著提升，这主要归因于纳米结构Al_2O_3涂层的细晶结构和低缺陷密度。通过复合掺杂，优化孔隙结构及晶粒尺寸分布，可有效改善Al_2O_3涂层的耐久性。
2025年12期 No.553 62-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K] - 孟凡宁;徐瑞瑞;郭豪;戴玉龙;李泽强;
航天微型轴承挡圈的表面粗糙度直接决定着其服役过程中产生的摩擦和磨损，为了获得挡圈的超光滑表面，降低轴承表面的摩擦和磨损以满足航天工业对轴承的高性能需求，研制了一种含有H_2O_2、柠檬酸钠、甘氨酸、SiO_2等成分的绿色环保化学机械抛光液。设计单因素试验，获得了航天微型轴承挡圈抛光液的最佳配方，即pH值为9,H_2O_2质量分数为1.5%，柠檬酸钠质量分数为0.5%，甘氨酸质量分数为0.25%；使用该配方，获得了航天微型轴承挡圈在800μm×650μm扫描范围内表面粗糙度Sa值为0.673 nm的超光滑表面。通过X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱检测航天微型轴承挡圈表面化学性质的变化，分析了挡圈化学机械抛光机理，H_2O_2将挡圈表面的铁和铬氧化，产生氧化层，在柠檬酸钠、甘氨酸的协同络合作用下生成络合物，然后在SiO_2磨粒机械作用下将氧化层和络合物去除，从而获得超光滑表面的航天微型轴承挡圈。
2025年12期 No.553 76-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K] - 刘斌;杨玉磊;刘凡;金杰;林碧华;
增强轴承钢乏油工况下的摩擦学性能对提高航空装备的服役性能和寿命具有重要意义，采用Ni+N复合离子注入对8Cr4Mo4V轴承钢进行处理，测试其乏油工况下的摩擦磨损行为，通过摩擦学分析揭示相关机理。结果表明：Ni+N复合离子注入可显著提高8Cr4Mo4V轴承钢乏油摩擦学性能，高剂量注入的效果优于低剂量注入，可将摩擦系数由无注入的0.06～0.22降低至0.05～0.08，并将磨损率由2.58×10~(-8) mm~3/（N·m）减小至0.43×10~(-8) mm~3/（N·m）;Ni+N复合离子注入可显著提高8Cr4Mo4V轴承钢的H/E,H~3/E~2和材料弹-塑性转变点及塑性变形抗力，显著减轻磨粒磨损、塑性变形和局部剥落的程度，使乏油工况下8Cr4Mo4V轴承钢的摩擦系数和磨损率均显著下降。
2025年12期 No.553 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K] - 李伟;李孟克;党富琛;
为防止轨道交通车辆牵引电机轴承发生电蚀失效，大多采用绝缘轴承，如氧化铝涂层轴承、PPS树脂涂层轴承等。不同类型绝缘轴承涂层材料、设计参数、绝缘性能以及套圈的力学性能均存在较大差异。以牵引电动机使用较多的氧化铝涂层轴承、PPS树脂涂层轴承为研究对象，开展了绝缘性能、耐候性等性能试验对比及套圈力学性能仿真分析，结果表明：高频电场环境下，氧化铝涂层轴承泄漏电流大于PPS树脂涂层轴承，且2种类型绝缘轴承泄漏电流均随电压和频率升高而增大，变化速率基本相当；PPS树脂涂层轴承工频耐压能力、耐压稳定性优于氧化铝涂层轴承，高温条件下氧化铝涂层轴承绝缘电阻稳定性更好；2种类型绝缘轴承套圈力学性能均可满足牵引电动机应用工况。
2025年12期 No.553 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K] - 刘悦;孙日东;邱维维;张松杰;刘曙光;
采用物理气相沉积技术在柴油发动机用双金属合金轴瓦表面制备了2种新型复合自润滑涂层NiAlSn25Cu-Ag和Ni-AlSn25Cu-WS_2，并对基材及2种涂层的物相组织、微观形貌、化学成分及摩擦磨损等性能进行了表征与对比分析，结果表明：在干摩擦条件下，基材在40Cr和Si_3N_4对磨球条件下以磨粒磨损为主，摩擦系数分别达到0.69,0.75；基材与对磨球均严重磨损，Ag涂层样品以黏着磨损为主，WS_2涂层样品以磨粒磨损为主，且Ag涂层磨痕宽度最小，未造成对磨球明显磨损，其结合AlSn25Cu的承载能力与Ag的自润滑性，生成的氧化摩擦层可降低摩擦和减少磨损。
2025年12期 No.553 101-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2659K] - 吴新宇;刘瑞良;李富霖;
采用低温等离子体渗氮和低温氧化复合技术对55SiMoV轴承钢进行表面改性处理，重点研究了氧化温度和氧化时间对复合改性层组织结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了渗氮层和渗氮-氧化复合层的表面形貌、截面组织和相组成，利用维氏硬度计、洛氏硬度计和电化学工作站测试了渗氮层和渗氮-氧化复合层的硬度、韧性和耐蚀性。结果表明：渗氮层表面主要由ε-Fe_(2-3)N,γ'-Fe_4N以及含氮的过饱和固溶体α_N组成，有效硬化层厚度可达200μm；渗氮样品经氧化后在表面形成Fe_3O_4和Fe_2O_3相，随着氧化温度的升高和氧化时间的延长，氧化物的含量进一步增大，表面硬度先增大后减小，但有效硬化层厚度变化不大；55SiMoV轴承钢经低温渗氮或低温渗氮-氧化复合改性处理后，腐蚀机制由未处理钢的均匀腐蚀转变为以点腐蚀为主，耐蚀性均显著提高，且渗氮-氧化复合层较渗氮层的耐蚀性进一步提高。
2025年12期 No.553 112-119+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K] - 蔡海潮;张晓鹏;薛玉君;宋海涛;刘意;
在轴承表面制备涂层能够有效提升轴承在高温、断油工况下的摩擦学性能，采用非平衡磁控溅射技术在轴承内外圈表面制备La-Ti/WS_2复合涂层，利用高温高速轴承试验机研究了不同工况、不同径向游隙下轴承有无涂层的摩擦学性能。结果表明：在不同转速以及同一供油温度工况下，有涂层轴承温度比无涂层的低；断油工况下，小载荷轴承比大载荷轴承磨损寿命长16 min，大游隙轴承比小游隙轴承磨损寿命长24 min；无论轴承游隙大小，有涂层轴承的摩擦学性能均比无涂层的好；小载荷、大游隙下有涂层轴承温度比无涂层的低7℃，LaTi/WS_2复合涂层可有效改善轴承摩擦副表面的减摩以及耐磨性能。
2025年12期 No.553 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K] - 唐虎娇;于长鑫;刘学;
为实现热喷涂绝缘涂层的高介电性能、高力学性能以及长期服役的稳定性，需要从绝缘涂层的结构设计、电阻、电容、阻抗性能、耐高低温环境性能、耐压性能、孔隙率、密封工艺、涂层结合强度等方面进行全方位地分析。研究了国外品牌绝缘轴承涂层的微观结构，通过制备不同厚度的绝缘涂层试样，得出了涂层厚度与电阻以及结合强度的关系并研究了孔隙率对电阻的影响。根据NU216型绝缘轴承的工况，制定了以Al_2O_3为主的绝缘涂层方案，测试结果表明该绝缘轴承在1 000 V(DC)下的电阻大于20 GΩ，耐交流电压大于3 000 V，在-40～150℃环境温度下具有稳定的绝缘性能。
2025年12期 No.553 129-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1145K] - 滕叶平;黄珏;吴楠;黄德超;曹均;
为研究不同载荷和滑动频率下滚动轴承聚合物涂层的摩擦学性能，设计了一种ZrO_2填充的PI/PAI/EP/PTFE聚合物涂层。通过球盘摩擦磨损试验分析了涂层的微观形貌、结合强度以及在不同载荷和滑动频率下的摩擦学性能，并通过ABLT-1A试验机对带涂层的滚动轴承进行台架试验，结果表明：涂层在低载荷下表现为黏着磨损，在高载荷下则表现为磨粒磨损和疲劳剥落；随着滑动频率的增大，涂层的摩擦系数和磨损率均增加；相比无涂层轴承，带涂层轴承的使用寿命提高到2倍以上，温度降低8.63%，振动加速度均方根值的方差降低36.16%。
2025年12期 No.553 136-143+151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1872K] - 刘春江;谷佳宾;祁武龙;马一兵;梁波;
针对气密轴承用铝合金表面摩擦系数高、易磨损以及传统MoS_2涂层稳定性差的问题，采用Ag-Ti共掺杂的方法，通过磁控溅射技术在2A12铝合金表面制备了Ag-Ti掺杂MoS_2涂层，并通过扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱、纳米压痕以及销盘摩擦试验对涂层的微观结构、力学性能和摩擦磨损性能进行研究，结果表明：Ag-Ti掺杂提高了MoS2涂层的致密度和硬度，纳米硬度为4.6 GPa，弹性模量为70 GPa，摩擦系数为0.049～0.120,10 N载荷下的磨损机制以黏着磨损为主。
2025年12期 No.553 144-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1302K]