影響摩擦系數(shù)的主要因素

1、影響摩擦系數(shù)的主要因素兩個物體之間的摩擦力與其法向壓力之比值為摩擦系數(shù)，有靜摩擦系數(shù)和動 摩擦系數(shù)之分。同一摩擦副在相同條件下，靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)。摩擦系 數(shù)的大小取決于摩擦種類、材料種類、摩擦面的粗糙度等條件，不同種類的摩擦 系數(shù)大致如下：十摩擦系數(shù)為0.1 0.8，邊界摩擦系數(shù)為0.05 一 0.1 ;液體摩擦系數(shù)為 0.001 一 0.1 ;滾珠摩擦系數(shù)為0.001 0.03，滾柱摩擦系數(shù)為0.002 0.07 影響摩擦系數(shù)的主要因素有： 1:材料的性質(zhì)相同金屆或互溶性加大的金屆摩擦副容易發(fā)生粘著現(xiàn)象，使摩擦系數(shù)增大。 不同金屆由于互溶性差，不易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)一般比較低。2:表

2、面膜的存在基建在空氣中總有一層氧化膜，可以使摩擦系數(shù)降低。3:速度和溫度的影響4:載荷的影響對大多數(shù)物質(zhì)來說，載荷的變化會直接影響到摩擦系數(shù)。5:振動的影響6:光潔度的影響材料的摩擦系數(shù)與溫度摘 要：本文介紹了溫度變化對材料摩擦系數(shù)的影響，并分析了實際應用中 對薄膜摩擦系數(shù)的實際檢測要求。關(guān)鍵詞：摩擦系數(shù)，溫度，粘滑1、摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù)是對兩表面摩擦力的一種量度， 它表征了材料的摩擦行為。薄膜表面的摩擦系數(shù)取決于薄膜表面的粘著性（表面張力和結(jié)晶度）、添加劑（爽滑劑、顏料等）、以及表面拋光。在進行以下操作工序時需要嚴格控 制材料的摩擦系數(shù)，如當薄膜越過自由轉(zhuǎn)輾、袋成型、產(chǎn)品纏繞膜、以及包裝袋

3、及其它容器的堆放。除了材料的內(nèi)部可變因素能夠影響材料的摩擦系數(shù)，環(huán)境因素（如機器運轉(zhuǎn)的速度、溫度、靜電積累、以及濕度）也能影響摩擦系數(shù)的試驗 結(jié)果。2、 溫度對摩擦系數(shù)的影響高分子材料分子運動狀態(tài)的改變按照動力學 的觀點稱作松弛。溫度升高時，一方面可提高各運動單元的熱運動能力， 另一方 面由于熱膨脹，分子間距離增加，即高聚物內(nèi)部的自由體積增加，這就增大了各 運動單元活動空間，有利于分子運動，使松弛時間縮短，松弛過程加快。伴隨著高聚物的松弛，它的熱力學性質(zhì)、粘彈性能和其它物理性質(zhì)會發(fā)生急劇地改變。 而材料的摩擦系數(shù)作為最常用的一項力學指標，同樣也受到了溫度升高的影響。 一般來講， 隨著環(huán)境溫度的

4、升高，材料表面的摩擦系數(shù)會有一定的變化，但變 化的大小因材料而異。從圖1可以看出試驗溫度的升高明顯影響了材料的摩擦系數(shù)，但對于不同 的試樣，溫度的影響效果不同；而且對于同一試樣，隨溫度的上升，動摩擦系數(shù) 的變化趨勢很可能也不同于靜摩擦系數(shù)。例如對于PC膜，靜摩擦系數(shù)隨溫度升 高的增長趨勢比較穩(wěn)定，但動摩擦系數(shù)的變化趨勢的波動就很大， 不過動摩擦系 數(shù)的整體趨勢也是增長的。對于鋁箔復合膜，摩擦系數(shù)的增長趨勢就不如 PC膜, 而且其動摩擦系數(shù)隨溫度的上升基本保持穩(wěn)定。 需要說明的一點是，在進行74 C 以上的摩擦試驗時，試驗過程中出現(xiàn)了明顯的粘滑現(xiàn)象，即滑動現(xiàn)象 是不平穩(wěn) 的、間歇性的。4、實際要

5、求在實際包裝過程中的摩擦力常常既是拖動力乂是阻力，因此 必須有效地控制摩擦系數(shù)的大小， 使它在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。自動包裝用卷材，一般 要求內(nèi)層摩擦系數(shù)比較小，而外層摩擦系數(shù)適中。內(nèi)層摩擦系數(shù)不能過小，否則 有可能引起制袋成型時疊料不穩(wěn)定而產(chǎn)生錯邊。外層摩擦系數(shù)太大會引起包裝過 程中阻力過大致使材料拉伸變形，太小可能乂會引起拖動機構(gòu)打滑造成電眼跟蹤 和切斷定位不準。內(nèi)層材料的開口劑和爽滑劑的含量以及薄膜的挺度、平滑度等因素都會影響復合膜摩擦系數(shù)的大小。在研究材料的摩擦系數(shù)時，應特別注意溫 度對摩擦系數(shù)的影響。如之前所述，溫度不同會導致摩擦系數(shù)的顯著變化，需要 通過實際檢測獲得實測數(shù)據(jù)。某種材料的摩擦

6、系數(shù)可能會隨著溫度的變化出現(xiàn)明 顯的增長或減少，也可能保持了一定的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。 考慮到生產(chǎn)線的實際運轉(zhuǎn)溫 度往往不能很好的控制在室溫附近，因此不僅要測量包裝材料在常溫下的摩擦系 數(shù)，還應考察在實際使用環(huán)境溫度下的摩擦系數(shù)。要完成這項試驗，可以改變實驗室的環(huán)境溫度（當所需溫度與室溫相差不大時還是可取的），也可以借助檢測 設(shè)備的自控溫功能，如Labthink FPT-F1就可以將試驗溫度控制在室溫到99.9 C之間，方便試驗操作。車制動摩擦片的常見問題的分析！制動摩擦片摩擦系數(shù)高低對制動的影響？ 制動摩擦片摩擦系數(shù)高低對制動的影響？制動摩擦片的摩擦系數(shù)過高或過低都會影響汽車的制動性能。 尤其是汽車

7、在高速 行駛中需緊急制動時，摩擦系數(shù)過低就會出現(xiàn)制動不靈敏， 而摩擦系數(shù)過高就會 出現(xiàn)輪胎抱死現(xiàn)象，進而造成車輛甩尾和打滑，對行車安全構(gòu)成嚴重威脅。按照國家標準，制動摩擦片的適宜工作溫度為 100-35OC。但許多劣質(zhì)制動摩擦 片在溫度達到250C時，其摩擦系數(shù)就會急劇下降，而此時制動就會完全失靈。 一般來說，按照SAE標準，制動摩擦片生產(chǎn)廠商都會選用 FF級額定系數(shù)，即摩 擦額定系數(shù)為0.350.45。制動摩擦片的壽命與硬度的關(guān)系是怎樣的？制動摩擦片的壽命與表面硬度并沒有一定的關(guān)系。但如果表面硬度高時，制動摩擦片與制動盤的實際接觸面積小， 往往會影響使用壽命。而影響制動摩擦片壽命 的主要因素

8、包括硬度、強度、摩擦材料的磨損性等。一般情況下，前制動摩擦片 的壽命為3萬km,后制動摩擦片的使用壽命為12萬kmt制動時為什么會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象？往往是由于制動摩擦片或制動盤的變形造成的，這與制動摩擦片和制動盤的材質(zhì)、加工精度及使用受熱變形有關(guān)，其主要原因有制動盤厚薄不勻、制動鼓的圓 度差、制動摩擦片的不均勻磨損，以及熱變形和熱斑等。除此之外，制動卡鉗的變形或安裝不當，以及制動摩擦片的摩擦系數(shù)不穩(wěn)定也 會引起制動時抖動。另外，如果制動摩擦片在制動時產(chǎn)生的振動頻率與懸掛系統(tǒng) 產(chǎn)生共振時，也會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。 涉水后對制動性能的影響？由于涉水后制動摩擦片/蹄與制動盤/鼓之間有一層水膜，減小了摩擦力，會

9、影響制動效果，而且 制動鼓內(nèi)的水也不容易散出。 對于盤式制動器來說，這種涉水對于制動效果帶 來的影響會低一些，因為盤式制動器的制動摩擦片接觸面積小， 而且是暴露在外， 不會存留水滴。在車輪轉(zhuǎn)動時由于離心力的作用，制動盤片上的水滴會很快散失， 只要涉水后猛踩幾腳制動就會去除殘留的水層。但對于鼓式制動器來說，在涉水后必須要邊走邊踩制動，即邊踩油門邊踩制動，連續(xù)幾次后可將制動蹄與制動 鼓之間的水份蒸發(fā)掉，進而恢復制動效果。為什么制動時會產(chǎn)生噪聲？制動時噪聲的產(chǎn)生主要是由于懸掛系統(tǒng)相關(guān)部件的共振或相互十涉引起的。但也存在由于制動盤的材料使用不當或變形，制動摩擦片的硬度、孔隙率、摩擦特性 和壓縮特性不合

10、格，制動摩擦片和制動盤受潮生銹（只需制動幾次即可恢復），制動摩擦片配方中的金屆絲太硬，制動摩擦片磨損程度報警，以及機械式制動摩 擦片刮盤等原因引起的噪聲或尖叫。為什么新裝的制動摩擦片有制動偏軟的現(xiàn)象？在更換新的制動摩擦片后可能會出現(xiàn)制動偏軟的現(xiàn)象，其可能有原因有：制動摩擦片安裝不符標準，制動盤表面有污染而未活潔，制動管路存在故障或制動液不 足，制動液壓缸內(nèi)排氣不徹底，制動盤過度磨損且表面不平整，以及制動摩擦片 質(zhì)量不合格。為什么會出現(xiàn)制動遲滯現(xiàn)象？出現(xiàn)制動遲滯的現(xiàn)象，可能原因有：制動器回位彈簧失靈，制動摩擦片與制動盤 間隙不當或裝配尺寸過緊，制動摩擦片熱膨脹性能不合格，以及駐車制動回位不制動時

11、冒煙是為什么？制動摩擦片中含有20%左右的有機物，溫度過高時會發(fā)生分解并冒煙，并在摩 擦片表面形成一層油狀物質(zhì)，影響制動效果。而發(fā)生這種現(xiàn)象可能的原因有：在 下坡時頻繁制動，引起溫度過高而冒煙；制動摩擦片的配方中有機物含量不合格， 超標。制動摩擦片的背板為何會脫落？制動摩擦片的背板脫落有兩種情況，一是背板與摩擦材料之間產(chǎn)生裂紋；二是摩 擦材料自身產(chǎn)生裂紋。而可能的原因有：背板的前期處理工藝差，摩擦材料的穩(wěn) 定性差，壓制工藝不合格，粘合劑質(zhì)量差，使用溫度過高，不正確的安裝、撞擊 和敲打。制動摩擦片內(nèi)槽的作用？制動摩擦片內(nèi)槽的作用有排放氣體，降低噪音并改變產(chǎn)品固有頻率，排出磨屑， 增強摩擦材料與背

12、板的粘合程度。做電磁閥耐高溫耐摩擦襯套極佳品質(zhì)，耐摩擦壽命比銅制襯套長2倍，并且不磨 損軸，摩擦系數(shù)?。?.05 ），磨損率低（10的負15次方），現(xiàn)在供貨量大！增強摩擦纖維的選用慧聰網(wǎng) 2006 年11月23日9時59分使用低碳鋼以及采取超聲波切削法生 產(chǎn)出的鋼纖維含油量低、表面活性好、 價格便宜，因此在半金屆基摩擦材料 中得到廣泛應用。鋼纖維最顯著的特 點是導熱性能好。鋼纖維以其高導熱 性能使局部表面熱量迅速擴散至內(nèi) 部，從而降低摩擦表面溫度，避免表 面溫度過高，防止樹脂基體團熱分解 而導致材料磨損加劇，延長了制品的 使用壽命。但鋼纖維制成的摩擦材料 質(zhì)量大，容易銹蝕。用這種材料制成的離合

13、器面片銹蝕后導致粘連，影響換檔分離，并導致傳動振動和抖動2。研究表明，加入一定量的鋅粉和氧化鈣等可以增強材料的防銹性能，而對摩擦性能無明顯影響；鋼纖維和礦物纖維及有機纖維混雜使用可以進一步降低材料的密度 及改善制動噪聲2 o目前，鋼纖維增強摩擦材料在我國多種汽車上進行了應用， 反映較好。2、玻璃纖維玻璃纖維作為代用增強纖維的研究時間較長，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，產(chǎn)量較大，價格也相對比較便宜。玻璃纖維屆丁無機硅酸鹽纖維，因而熱穩(wěn)定性較好。其表面 處理工藝也得到了廣泛的研究，研制出多種偶聯(lián)劑，與樹脂親和性較好，因此在 增強纖維摩擦材料中得到了一定的應用。據(jù)國外報道，玻璃纖維增強的摩擦材料， 其摩擦磨損性

14、能良好3,但玻璃纖維增強材料對載荷、滑動速度及制動溫度等 固素反應較敏感。在重載房速及高溫下，摩擦系數(shù)變化明顯，不穩(wěn)定 4。玻璃 纖維用作摩擦材料的增強纖維有一定的要求。玻璃纖維應較柔軟，而含15-30 %氯化鉀的玻璃纖維可使莫氏強度下降，使玻璃纖維變軟，認為 E玻璃纖維 可以使用1。雖然說玻璃纖維能夠運用在摩擦材料的增強材料中，但玻璃纖維 有不足之處。硬度過高，磨損比石棉增強材料大；當溫度超過800C時易形成玻璃珠，而玻璃珠莫氏硬度更高，材料磨損量會進一步增加；玻璃纖維增強 材料的摩擦系數(shù)隨溫度有較大的變化，摩擦系數(shù)不穩(wěn)定。3、碳纖維碳纖維具有高比強度、高比模量、耐熱、耐磨、耐腐蝕及熱膨脹系

15、數(shù)較小等許多 優(yōu)點。碳纖維增強基體的（C/C）復合摩擦材料在航空航天工業(yè)中得到了廣泛應 用。碳纖維增強基體的航空剎車用復合材料具有質(zhì)量輕、抗熱沖擊性好、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、使用壽命長等特點，是新一代的航空剎車副9、10。目前，國際上大多數(shù)軍用和民用干線飛機采均用碳纖維增強基體的復合材料剎車副。但用作一般民用的摩擦材料還存在以下障礙；碳/碳復合材料制作工藝復雜成本很高，原 材料價格也較高，產(chǎn)量有限。現(xiàn)有的碳纖維一股為長纖維，而應用丁摩擦材料 中的增強纖維一般是2 5mm勺短纖維。這一點目前較難達到。碳纖維尤其是 高模量石墨纖維的表面是惰性的， 與樹脂的潤濕性、粘附性差，所以皮制備碳纖 維增強復合材料時

16、，須對碳纖維表面進行處理，以提高碳纖維與樹脂間的粘附強 度。處理后碳纖維不但表面積增大，還能在表面生成活性基團（如球基、?；?、 和羥基等），通過這些基團使碳纖維與樹脂基體之間產(chǎn)生化學鍵，從而提高界面 強度。4、有機纖維芳綸（Kevlar）、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維等可燃點高，高溫熱分解 不明顯，因而也可用作摩擦材料的增強纖維。有機纖維單獨作為增強纖維使用時， 一般都要經(jīng)過表面處理，通常是把天然或合成的有機纖維放在非電解的處理液 中，使纖維表面鍍上薄薄一層金屆1。經(jīng)過表面處理的有機纖維，既具有金屆 纖維的優(yōu)點，如導熱性好，耐磨等；乂具有非金屆纖維的特點，如密度小，韌性 好等。例如，較常用

17、的芳綸（Kevlar-49 ）特點是強韌性好，彈性模量高，密度 低，價格只相當丁碳纖維的1/3,其不足之處是由它所制成的復合材料的耐壓強 度及彎曲疲勞握度不太好。研究表明，有機纖維可以提高材料摩擦性能的穩(wěn)定性， 明顯降低磨損量，對丁降低制動噪聲也有明顯作用。但有機纖維在摩擦材料中的 應用還存在價格、表面處理、分散工藝等問題，有待進一步研究。5、礦物纖維礦物纖維取材廣泛，且價格低廉，也逐步引起人們的注意。用價格便宜的礦物纖 維取代石棉纖維將是摩擦材料研究的一個重要課題。礦物纖維也存在以下缺陷：一般合結(jié)晶水，局溫制動時易脫水，材料性能不太穩(wěn)定；質(zhì)量不穩(wěn)定；廣品質(zhì) 量受產(chǎn)地、產(chǎn)時的影響較大。如果選擇

18、產(chǎn)量大、品位高的礦物纖維，調(diào)整摩擦材 料配方后可取得較好效果。PTFEfi合材料高溫摩擦磨損性能研究鄧聯(lián)勇范活彭兵王勇（廣州機械科學研究院廣東廣州510700）摘要：研究了高溫條件下不同填料填充的 PTFEfi合材料的摩擦磨損性能，并與常溫下的摩擦磨損性能進行了比較.結(jié)果表明宵銅粉，纖維填充的復合材料在高溫下表現(xiàn)出與常溫相反的摩擦磨損規(guī)律;碳類填充復合材料在不同溫度下則表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的規(guī)律；特種塑料改性的PTFEfi合材料,具有極好的綜合性能.關(guān)鍵詞:PTFE;復合材料;摩擦磨損中圖分類號:TH11711文獻標識碼:A 文章編號：0254-0150（2008）8-098-4Researchon

19、TribologicalBehaviorsofPTFEComposites atHighTemperatureDengLianyong FanQing PengBing WangYong (GuangzhouMechanicalEngineeringResearchInstitute,GuangzhouGuangdong51 0700,China) Abstract:ThetribologicalbehaviorsofPTFEcompositesathightemperaturewas studiedandcomparedwiththoseat normaltemperature.Itisin

20、dicatedthatthecompositesfilledwithbronzepowde rorfibersshowdifferentfrictionandwear propertiesatnormalandhightemperature,thecompositesfilledwithcarbolicf illershavestabletribologicalbehaviorwhen temperaturechanges.Thecompositesfilledwithspecialplastichavebestcompr ehensiveperformance.Keywords:PTFE;c

21、omposites;frictionandwear聚四氟乙烯(PTFE)是一種性能優(yōu)異的固體自 潤滑材料1-2,具有極低的摩擦因數(shù)，良好的化學穩(wěn) 定性及熱穩(wěn)定性，廣泛應用于各行各業(yè).但純PTFE 的硬度低,耐磨性較差，機械強度低，在外力作用下 有較大的粘彈性變形，易蠕變等3-6,這些缺點限制 了 PTFE的應用.為了彌補PTFE物理性能上的不足， 需要用不同填料與PTFE®行復合,改善其硬度，耐 磨耗性，蠕變性,熱傳導性等，從而獲得綜合性能良 好的復合材料.目前，國內(nèi)外對PTFEfi合材料的力 學性能及常溫摩擦磨損性能報導較多，但對高溫下摩 擦磨損性能鮮見有報導.PTFE的實際使用性

22、能以及最終壽命受到很多因 素的影響，如產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，機加工精度，使用的環(huán)境 (如壓力，溫度，介質(zhì)等)等.另外，材料本身性能 也影響最終使用性能.使用PTFEfi合材料時，材料 的摩擦性能，耐磨性能,耐壓性能是材料設(shè)計時要首 先考慮的因素.PTFE雖然是耐熱性的高聚物，但仍 會出現(xiàn)高溫軟化等高分子固有的特性，使得摩擦機制 較為復雜,而添加填料后，使得高溫下的摩擦磨損性 能更為復雜.常溫下的摩擦磨損性能，并不能完全真 實地反映其高溫下性能以及實際使用的性能.因此采 用常溫摩擦磨損實驗結(jié)果與SRVW溫實驗結(jié)果進行 比較分析，更能揭示PTFEfi合材料不同溫度下的性 能差異.本文作者用炭類填料，宵銅粉,

23、玻璃纖維以及聚酰業(yè)胺(PI),聚苯酯(EKONOL#對PTFE1行改性,并模擬無油往復式壓縮機工作環(huán)境，研究了各 種復合材料的高溫摩擦磨損.1實驗與測試111原材料及樣品制備實驗所用的聚四氟乙烯原料為日本大金生產(chǎn)，其它原料均為市購.實驗所用的聚四氟乙烯復合材料的制備工藝為：混料壓制燒結(jié)機加工砂紙打磨.實驗所用的聚四氟乙烯復合材料配方見表1.表1 PTFE復合材料配方Tablel PTFEcompositesformula編號配方1#PTFE+PI碳類填料2#PTFE+PI碳類填料+特種纖維3#PTFE+PI+EKONOL4#PTFE銅粉+玻璃纖維5#(521#,522#,523#)PTFE+碳

24、類填料(中等填充量)6#PTFE碳類填料(高填充量)7#(721#,722#)PTFE+宵銅粉8#(918)PTFE+玻璃纖維+特種纖維注：復合材料521#,522#,523#的填料含量依次增加，為國外產(chǎn)品；復合材料721#,722#分別為國外兩家著名公司產(chǎn)品.112測試儀器及測試條件在每次試驗前，將樣品及對偶表面用丙酮棉球擦洗十凈，并在空氣中晾十.11211 MM220醉擦磨損測試實驗所用的MM220啤擦磨損實驗機為宣化材料實驗機廠生產(chǎn).其測試條件為：摩擦副:45#鋼環(huán)；接觸方式:面接觸；運動方式：旋轉(zhuǎn)式滑動摩擦；測試速度:0142m/s;測試溫度：常溫；測試時間：60min.磨損量以試驗后

25、樣品表面的磨痕寬度表征.摩擦因數(shù)按下式計算：小=M/(FR)式中:M為摩擦力矩(N m);F為載荷(N);R為對磨環(huán)的半徑(m).磨損率按照下面公式計算5:Ws圣 V/(pL) V 14bh/3h=R-(R2-b2/4)015式中:R為對偶環(huán)半徑(mm);b為磨痕寬度(mm),磨痕寬度用精度為0101mm勺讀數(shù)顯微鏡測得； V為磨損體積(mm3);p為載荷(N);L為滑行距離(m).11212 SRV高溫摩擦磨損測試實驗所用的SRV2IV型高溫摩擦磨損儀為德國Optimol公司生產(chǎn).其測試條件為：摩擦副：灰鐵(HT200);接觸方式:面接觸；運動方式：往復滑動摩擦；測試壓力:500N(517M

26、Pa);測試頻率：60Hz;行程:1500 11 m;測試溫度:180 C ;測試時間：60min.磨損量為樣品表面磨損深度(精確到011 m), 摩擦因數(shù)和磨損量均有計算機自動給出.2結(jié)果與討論211常溫摩擦磨損性能表2為各種PTFEfi合材料的常溫摩擦磨損測試結(jié)果.可以看出，幾乎所有填料均可大大降低PTFE 復合材料的磨損，極大地提高PTFEfi合材料的耐磨 性，但卻不同程度上使得PTFEfi合材料的摩擦因數(shù) 增大.填料的加入能提高PTFE的耐磨性能，是因為填 料的剛性大，比PTFE更為耐磨,主要是以下3種機 制或它們共同作用的結(jié)果.由于填料顆粒具有較高的強度和剛度，填料優(yōu)先承受外界負荷，

27、降低PTFE本 體所受到的作用力，起到了支持負荷的作用，同時在正壓力的作用下，部分填料顆 粒被重新嵌入PTFE®體中，減少了 PTFEfi接磨損和從表面抽出的機會，因而可以 提高耐磨性能，如4#，7#復合材料. 填料在PTFE內(nèi)部形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對PTFE產(chǎn)生了束縛作用，可以阻 止PTFE的形變位錯和分子鏈的運動，從而提高耐磨性.如4#，8#配方中由于纖維 類填料存在，對于機械混合的試樣來說，其中纖維的排列是雜亂無序的，在PTFE 基體中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效地減少PTFE的抽出.因而纖維類的減磨效果最佳，但 纖維類填料會導致摩擦因數(shù)上升較大，且容易磨損金屆對偶件.(3) 對轉(zhuǎn)移

28、膜的影響.金屆填料促進了 PTFE復合材料向?qū)ε急砻娴霓D(zhuǎn)移，并增強 了轉(zhuǎn)移膜與對偶表面間的粘附，使得轉(zhuǎn)移膜更穩(wěn)定地存在，從而大大降低復合材 料的磨損現(xiàn)象.5#，6#碳類填料中的石墨則由于本身層狀結(jié)構(gòu)，具有自潤滑效果.隨著摩擦作用的進行，石墨也逐漸在摩擦表面形成潤滑膜，由于石墨潤滑膜存在， 并與PTFEE英協(xié)同作用，因而可以減少磨損.由于PTFEft石墨都具有優(yōu)良的自潤滑 作用，因而添加有石墨的PTFE擦因數(shù)一般較低，但單純石墨填充的PTFES合材 料磨損性能較差，且不宜在高負荷條件下應用.從表2結(jié)果來看，常溫下填充各種填料的PTFEfi合材料的磨損性能差異不大(PI 和PTFE復合材料較好)，

29、除了填料本身的特性外(不同填料適用于不同的氣余)， 各種復合材料未能顯現(xiàn)更突出的優(yōu)勢，似乎可以互相代替使用.但對于PTFEfi合 材料而言，其更多應用于溫度較高場合.如壓縮機中由于高992008年第8期鄧聯(lián) 勇等:PTFE復合材料高溫摩擦磨損性能研究速運動以及氣體的壓縮，使材料所處的環(huán)境溫度超過150C甚至達到200C .高溫下復合材料發(fā)生的變化 要更為復雜，常溫和高溫下摩擦磨損行為并不能完全等同，因此有必要研究PTFEM合材料的高溫摩擦磨 損性能.212高溫摩擦磨損性能高溫180 C時所研究的幾種復合材料的摩擦磨損 性能如表3所示.由于測試環(huán)境溫度為180C ,再加 上PTFE與金屆接觸產(chǎn)生

30、相對運動時的摩擦生熱,摩 擦接觸點處溫度會繼續(xù)升高.PTFE雖然具有極大的 熱穩(wěn)定性和化學惰性，高的溫度不會增加它的化學活 性，但會減弱分子間的范德華引力，導致分子間內(nèi)聚 能下降,表面接觸區(qū)域附近材料抗剪切強度下降，加 劇PTFE的磨損.因此高溫下的磨損機制更為復雜， 不僅涉及到填料的耐磨性的增強，也涉及到填料的導 熱性能以及高溫下填料與PTFE的相容性.表3高溫下PTFEg合材料摩擦磨損性能注:最終磨痕深度包括了材料受壓變形量和磨損量，真實地反 映了材料在一定壓力，經(jīng)過磨損后與材料表面產(chǎn)生的位移；相 對磨損量，指的是不包括壓縮變形的磨損深度，單純地反映了 材料的耐磨性能.21211普通填料填

31、充PTFEM合材料如圖1所示，為PTFE填充宵銅粉，玻璃纖維， 碳類填料等的摩擦磨損性能.從圖中可看出，3種高 宵銅粉填充的材料7#，721#，722#與其它復合材料高 溫摩擦磨損性能差異極大.7#，721#，722#不僅磨損 量，摩擦因數(shù)很大且隨著對磨的進行呈上升趨勢.分 析其原因，是由于金屆粉末本身就與PTFE的相容性 不好，再加之填充量高，在高溫下PTFEM變軟，無 法包含更多填料，隨著摩擦的進行，填料不斷從基體 脫落出來，乂被擠壓進入基體，表面的摩擦形式不斷 發(fā)生變化，這也是加入金屆填料的PTFEM合材料的 摩擦曲線有相對較大波動的原因.同時由于金屆顆粒 在材料表面的存在形成磨粒磨損，

32、加劇了復合材料的 磨損.其中7#®合材料為廣州機械科學研究院密封 研究所研制的產(chǎn)品，由于加入了固體潤滑材料，摩擦 因數(shù)和磨損量在三者中相對較低.因此對于金屆填充 的PTFEfi合材料高溫摩擦磨損性能需要更進一步研 究.與金屆填充的復合材料不同的是，玻璃纖維填充 以及碳類填充的PTFEM合材料高溫磨損性能表現(xiàn)較 為優(yōu)異.4#材料由宵銅粉和玻璃纖維填充，一般來說 由于纖維的加入會提高耐磨性，同時也會增加摩擦因 數(shù)，但是經(jīng)過在180C溫度下多次重復性測試，4#材 料卻具有較低的摩擦因數(shù)和磨損量.低的磨損量是由 于纖維起到支撐骨架，形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對PTFE大分 子有束縛作用，阻止PTFE的帶

33、狀結(jié)構(gòu)的大面積破 壞，但高溫下具有低的摩擦因數(shù)的機制尚不活楚，這也是以后重點研究的方向之一.同樣地，含有碳類填料PTFEM合材料具有良好高溫摩擦磨損性能，這與碳類填料 本身與PTFE有良好的相容性有關(guān)，即使在高溫下此類填料的相容性也遠遠勝過 其它類填料.由于碳類填料價格便宜,導熱性,耐磨性好,且與PTFE共混容易分散, 只要經(jīng)過不同碳類填料的調(diào)配，優(yōu)化,可制得高溫摩擦磨損性能優(yōu)良的復合材料. 圖2為國外某知名公司和廣州機械科學研究院密封研究所研制的填充碳類復合 材料的摩擦磨損性能對比.可以看出，隨著填料含量增加，復合材料的摩擦因數(shù)依 次增大，相對磨損量也依次增大(見表3),尤其是高填充量的復合

34、材料更是如此 (但高填充量的復合材料抗壓能力強，適合壓力較高的場合).8#材料雖然摩擦因 數(shù)較高，但摩擦曲線平穩(wěn)(而國外同類產(chǎn)品523#摩擦曲線則呈上升趨勢).碳類填 充的復合材料不僅與填料本身特性有關(guān)，同時也與各組分的配比有關(guān)，只要選擇 合理的材料和配比，優(yōu)化生產(chǎn)加工工藝，中等填充量碳類也能獲得摩擦和磨損綜 合性能優(yōu)異的材料，如5#料.21212特種塑料填充PTFEg合材料復合材料中所 使用的特種塑料(PI,EKONOL聞為芳香族高結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)良的摩擦性能，耐 磨損且對金屆對磨件幾乎沒有任何磨蝕作用，同時乂具有一定的自潤滑性能，可在性能上與PTFES補，克服PTFE的易蠕變，不耐磨等缺陷.如圖3所示,1#和3#料，與綜合性能較好的碳類填充5#材料相比，在高溫下顯示 出穩(wěn)定且較低的摩擦因數(shù)，這是因為沒有添加填料或者填料較少的原因.由于PTFE和特種塑料本身就具有自潤滑性能，因而復合材料的摩擦因數(shù)較低.此外， 特種塑料自身耐磨以及耐高溫性能更優(yōu)于 PTFE,因而復合材料的耐磨性(相對磨 損量)也相對較好，見圖3(a).圖3(