隨著海島開發(fā)、遠(yuǎn)洋艦船、鉆井平臺(tái)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，海水淡化工程需求猛增”。高壓泵是海水淡化工程中主要的動(dòng)力裝備口，而多級(jí)離心式高壓泵是海水淡化高壓泵主要的結(jié)構(gòu)形式之一，具有結(jié)構(gòu)緊湊和高轉(zhuǎn)速等特點(diǎn)。軸承是多級(jí)離心式高壓泵重要支承部件，在高壓泵頻繁啟、停時(shí)，水潤(rùn)滑軸承容易處于邊界潤(rùn)滑甚至干摩擦狀態(tài)，軸頸與軸瓦容易發(fā)生摩擦磨損和碰撞。此外，海水淡化高壓泵處于低黏度高腐蝕性的海水介質(zhì)中，由于海水腐蝕作用加劇了軸承的磨損，導(dǎo)致其壽命短、工作效率低，需要頻繁更換，因此發(fā)展海水環(huán)境耐腐蝕性材料是高壓泵軸承應(yīng)用與推廣的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
在海水環(huán)境下，摩擦副材料必須選用抗腐蝕和耐磨損性好的材料，金屬合金因具有高比強(qiáng)度、耐磨損并且在海水環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，是海水淡化高壓泵軸承優(yōu)選材料。畢紅運(yùn)和李詩(shī)卓研究發(fā)現(xiàn)，在相同載荷下，干摩擦?xí)r雙相鋼的磨損量顯著低于304不銹鋼。陳君等人研究了TC4鈦合金和氧化鋁陶瓷摩擦副在模擬海水下的腐蝕磨損行為。劉寧等人研究了氧化鋁陶瓷在海水潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)行為。孫建建研究了海水環(huán)境下氮化硅陶瓷復(fù)合材料與軸承鋼GCr15配副的摩擦學(xué)行為，并與干摩擦和純水環(huán)境進(jìn)行了比較。
近年來(lái)，海洋環(huán)境下的摩擦學(xué)研究對(duì)于海洋工程裝備的開發(fā)具有重要的戰(zhàn)略意義。氧化鋁陶瓷具有優(yōu)異的耐磨性和耐蝕性，是近年來(lái)新型海洋裝備材料，但是針對(duì)海水環(huán)境下高壓泵TC4鈦合金、316不銹鋼、2205雙相不銹鋼與氧化鋁陶瓷配對(duì)摩擦副的摩擦磨損性能研究較少。
為優(yōu)選海水淡化高壓泵關(guān)鍵零部件耐磨性能材料，以氧化鋁陶瓷與TC4鈦合金、316不銹鋼、2205 雙相不.銹鋼組成的配對(duì)摩擦副作為研究對(duì)象，利用立式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)開展干摩擦、純水及海水3種環(huán)境介質(zhì)下配對(duì)材料的摩擦磨損試驗(yàn)，定量得到各摩擦副摩擦因數(shù)、磨損量，并對(duì)摩擦試樣的表面形貌進(jìn)行分析;采用正交試驗(yàn)法分析載荷、轉(zhuǎn)速、環(huán)境介質(zhì)對(duì)摩擦因數(shù)和磨損量的影響規(guī)律。結(jié)果表明:在相同的條件下，TC4鈦合金與陶瓷配副摩擦因數(shù)較小，2205 雙相不銹鋼與陶瓷配副磨損量較小;環(huán)境介質(zhì)對(duì)摩擦因數(shù)影響較大，載荷對(duì)磨損量的影響較大;海水環(huán)境下2205雙相不銹鋼和316不銹鋼磨痕較淺，磨損機(jī)制為疲勞磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損的交互作用。