第五章減摩耐磨及摩阻材料

1、第五章減摩耐磨及摩阻材料第1頁，共32頁。一、概述一、概述l摩擦副的摩擦副的摩擦與磨損，是摩擦與磨損，是影響機(jī)器設(shè)備的工作效影響機(jī)器設(shè)備的工作效率和使用壽命的主要因素。率和使用壽命的主要因素。l根據(jù)摩擦副不同的工況條件根據(jù)摩擦副不同的工況條件( (速度、負(fù)荷、溫度、速度、負(fù)荷、溫度、介質(zhì)等介質(zhì)等) )和使用要求，和使用要求，從摩擦學(xué)的觀點(diǎn)研究分析從摩擦學(xué)的觀點(diǎn)研究分析摩擦副材料的摩擦、磨損特性摩擦副材料的摩擦、磨損特性，分別采用不同的，分別采用不同的耐磨、減摩或摩阻材料，以確定相應(yīng)的材質(zhì)選配。耐磨、減摩或摩阻材料，以確定相應(yīng)的材質(zhì)選配。 第2頁，共32頁。例如：例如： 在農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、礦

2、山設(shè)備，摩擦副材料應(yīng)有在農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、礦山設(shè)備，摩擦副材料應(yīng)有高的耐磨性高的耐磨性。 各類軸承、齒輪、蝸輪運(yùn)動副、機(jī)床導(dǎo)軌等要求摩擦副各類軸承、齒輪、蝸輪運(yùn)動副、機(jī)床導(dǎo)軌等要求摩擦副材料有材料有低的摩擦系數(shù)和高的耐磨性低的摩擦系數(shù)和高的耐磨性。 運(yùn)輸和工程機(jī)械運(yùn)輸和工程機(jī)械( (如汽車、火車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、起如汽車、火車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、起重機(jī)、提升和卷揚(yáng)機(jī)等重機(jī)、提升和卷揚(yáng)機(jī)等) )，制動摩擦副材料應(yīng)有高而制動摩擦副材料應(yīng)有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和耐磨性。穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和耐磨性。第3頁，共32頁。二、耐磨材料二、耐磨材料1 1、材料耐磨性的定義、材料耐磨性的定義 材料的耐磨性通常是指在材料的

3、耐磨性通常是指在一定的工況條件下一定的工況條件下，摩擦副材料在摩擦，摩擦副材料在摩擦過程中過程中抵抗磨損的能力抵抗磨損的能力。l材料的耐磨性離不開工況條件材料的耐磨性離不開工況條件( (速度、載荷、溫度、介質(zhì)等速度、載荷、溫度、介質(zhì)等) )。同一種材料，在不同的工況條件下其耐磨性相差很大。同一種材料，在不同的工況條件下其耐磨性相差很大。 如，高錳鋼。如，高錳鋼。 高硬度的材料具有好的抗磨料磨損性能，而在交變接觸高硬度的材料具有好的抗磨料磨損性能，而在交變接觸應(yīng)力作用下抗疲勞磨損的能力卻不好。應(yīng)力作用下抗疲勞磨損的能力卻不好。l材料的配對、摩擦副的結(jié)構(gòu)形狀、磨損的形式、維護(hù)條件材料的配對、摩擦副

4、的結(jié)構(gòu)形狀、磨損的形式、維護(hù)條件等的不等的不同，其耐磨性也不相同。同，其耐磨性也不相同。* * *因此，可以說并不存在一種材料，它在各種情況下都是耐磨因此，可以說并不存在一種材料，它在各種情況下都是耐磨( (或減摩或減摩) )的。材料的耐磨性是有條件的，也是相對的。的。材料的耐磨性是有條件的，也是相對的。第4頁，共32頁。2、 材料耐磨性的評定指標(biāo)：材料耐磨性的評定指標(biāo)：(1) 磨損量：磨損量：磨損的大小用磨損量表示，表面磨損的大小用磨損量表示，表面被磨損的被磨損的高度高度h、被磨損的體積、被磨損的體積V、被磨去的重量、被磨去的重量G或質(zhì)量或質(zhì)量m表表示示。(2) 磨損率：磨損率：由于磨損是一

5、個過程，由此通常判斷材由于磨損是一個過程，由此通常判斷材料料磨損的快慢程度，磨損的快慢程度，常采用移動單位距離產(chǎn)生的磨損量常采用移動單位距離產(chǎn)生的磨損量表示，稱為磨損率。表示，稱為磨損率。a. 線磨損率線磨損率KL：單位滑動距離摩擦表面單位滑動距離摩擦表面法向尺寸的減法向尺寸的減少量。線磨損率是一個無量綱的量，少量。線磨損率是一個無量綱的量，用表面法向用表面法向尺寸變化表示磨損率，即：尺寸變化表示磨損率，即：第5頁，共32頁。b. 體積磨損率體積磨損率KV ：單位滑動距離摩擦表面體積的減少量。用單位滑動距離摩擦表面體積的減少量。用磨損體積磨損體積V表示表示磨損率，即：磨損率，即：c. 重量磨損

6、率重量磨損率KG ：單位滑動距離上，每單位面積摩擦表單位滑動距離上，每單位面積摩擦表面重量的減少量。用面重量的減少量。用磨損的重量磨損的重量G表示表示磨損率，即：磨損率，即：單位為單位為kg/(m2s2)，式中，式中Aa為名義接觸面積。為名義接觸面積。d. 質(zhì)量磨損率質(zhì)量磨損率Km ：單位滑動距離上，每單位面積摩擦表單位滑動距離上，每單位面積摩擦表面質(zhì)量的減少量。用面質(zhì)量的減少量。用磨損的質(zhì)量磨損的質(zhì)量m表示磨損率，表示磨損率， ；單位為；單位為m2；單位為；單位為kg/m3第6頁，共32頁。(3) 耐磨性耐磨性E：耐磨性耐磨性E為磨損率的倒數(shù)。為磨損率的倒數(shù)。對于線磨損率，耐磨性表示為：對于

7、線磨損率，耐磨性表示為：對于體積磨損率，耐磨性表示為：對于體積磨損率，耐磨性表示為：對于重量磨損率，耐磨性表示為：對于重量磨損率，耐磨性表示為：(4) 相對耐磨系數(shù)相對耐磨系數(shù)：在同一試驗(yàn)條件下，標(biāo)準(zhǔn)材料試樣的體積或線磨損量在同一試驗(yàn)條件下，標(biāo)準(zhǔn)材料試樣的體積或線磨損量hs (或磨損率或磨損率) 與被測材料試樣的體積或線磨損量與被測材料試樣的體積或線磨損量h (或磨損或磨損率率) 之比：之比：第7頁，共32頁。3、耐磨材料的選擇原則：、耐磨材料的選擇原則：一種材料對不同類型的磨損，具有不同的耐磨性，因此，一種材料對不同類型的磨損，具有不同的耐磨性，因此，在選在選擇耐磨材料時，首先應(yīng)了解磨損類型

8、擇耐磨材料時，首先應(yīng)了解磨損類型。例如：。例如： 以疲勞磨損為主的零件以疲勞磨損為主的零件，由于它的磨損與裂紋的形成，由于它的磨損與裂紋的形成和擴(kuò)展有關(guān)，因此，材料的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮其具有較好的組和擴(kuò)展有關(guān)，因此，材料的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮其具有較好的組織連續(xù)性和具有抗裂紋擴(kuò)展能力，要盡量減少鋼中的夾雜織連續(xù)性和具有抗裂紋擴(kuò)展能力，要盡量減少鋼中的夾雜物。物。 以磨料磨損為主的零件以磨料磨損為主的零件，一般是提高材料的硬度來提，一般是提高材料的硬度來提高它的耐磨性，但在承受載荷和沖擊較大的情況下，則高它的耐磨性，但在承受載荷和沖擊較大的情況下，則應(yīng)首先考慮其韌性，然后才考慮其硬度。應(yīng)首先考慮其韌性，然后才

9、考慮其硬度。 以腐蝕磨損為主的零件以腐蝕磨損為主的零件，一般要求材料具有良好的抗，一般要求材料具有良好的抗腐蝕性能。腐蝕性能。 第8頁，共32頁。 以以粘著磨損為主的零件粘著磨損為主的零件，其主要選用原則為：，其主要選用原則為：a.a.材料的脆性特征；材料的脆性特征；b.b.材料的不互溶性特征；材料的不互溶性特征；c.c.材料的組織不連續(xù)特征材料的組織不連續(xù)特征： 由于由于多相金屬的組織不連續(xù)多相金屬的組織不連續(xù)，相互吸附力小，有，相互吸附力小，有利于控制粘著磨損的發(fā)生和擴(kuò)展，故利于控制粘著磨損的發(fā)生和擴(kuò)展，故多相金屬比單多相金屬比單相金屬的抗粘著磨損能力高相金屬的抗粘著磨損能力高。第9頁，共

10、32頁。4、常用的耐磨金屬、常用的耐磨金屬 一種材料對不同類型的磨損，具有不同的耐磨性，因一種材料對不同類型的磨損，具有不同的耐磨性，因此在選擇材料時，首先應(yīng)了解磨損類型。此在選擇材料時，首先應(yīng)了解磨損類型。(1) 高錳鋼高錳鋼成分：碳成分：碳1.2，錳，錳12.5。特點(diǎn)：特點(diǎn)：既硬又韌的鋼種；只有充分加工硬化才具有優(yōu)既硬又韌的鋼種；只有充分加工硬化才具有優(yōu)良的耐磨性。良的耐磨性。缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)較大，無磁性；易于加缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)較大，無磁性；易于加工硬化，切削加工困難；屈服強(qiáng)度較低，工作中易變工硬化，切削加工困難；屈服強(qiáng)度較低，工作中易變形。形。第10頁，共32頁。(2

11、) 低合金耐磨鋼低合金耐磨鋼 高錳鋼在沖擊載荷不大的情況下，由于其加工硬高錳鋼在沖擊載荷不大的情況下，由于其加工硬化不夠，耐磨性并不高。而低合金鋼在這種情況下，化不夠，耐磨性并不高。而低合金鋼在這種情況下，顯示出更高的耐磨性。顯示出更高的耐磨性。 低合金鋼具有低合金鋼具有僅次于高錳鋼的高韌性僅次于高錳鋼的高韌性，如果合，如果合理理選擇合金成分和熱處理方法選擇合金成分和熱處理方法，能夠獲得比高錳鋼還高，能夠獲得比高錳鋼還高的強(qiáng)度和比較深的表面硬化層，其適用范圍較廣泛。的強(qiáng)度和比較深的表面硬化層，其適用范圍較廣泛。 在耐磨粒磨損方面使用的低合金鋼有在耐磨粒磨損方面使用的低合金鋼有中碳鉻錳硅中碳鉻錳

12、硅鋼和高碳鉻錳硅鋼鋼和高碳鉻錳硅鋼，其化學(xué)成分一般為，其化學(xué)成分一般為Cr 1-3%, Mn 1%, Si 1-3%。 第11頁，共32頁。(3) 石墨鋼石墨鋼 石墨鋼綜合了鋼和鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)，石墨鋼綜合了鋼和鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)，既有良好的耐磨性既有良好的耐磨性，也有較高的機(jī)械性能和較好的鑄造性能，也有較高的機(jī)械性能和較好的鑄造性能，其化學(xué)成，其化學(xué)成分一般為碳分一般為碳1.25-1.45，Si 1-1.25，Mn 0.3-0.5。 在低應(yīng)力的磨料磨損條件下，石墨鋼比高錳鋼的耐在低應(yīng)力的磨料磨損條件下，石墨鋼比高錳鋼的耐磨性好，且成本低磨性好，且成本低。但它的導(dǎo)熱性差，在熱應(yīng)力高的情。但它的導(dǎo)熱性差，在熱

13、應(yīng)力高的情況下會發(fā)生熱裂。況下會發(fā)生熱裂。 第12頁，共32頁。(4) 耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵機(jī)械性能不及鋼，但含有石墨，具有一定的耐磨性機(jī)械性能不及鋼，但含有石墨，具有一定的耐磨性和減磨性，且成本低，和減磨性，且成本低，可用于對減摩、耐磨要求不可用于對減摩、耐磨要求不高的場合高的場合。各種合金白口鑄鐵各種合金白口鑄鐵，常用的有高鉻合金白口鑄鐵，常用的有高鉻合金白口鑄鐵(含含Cr15-30)、鎳硬白口鑄鐵、鎳硬白口鑄鐵(含含Ni 3.3-5)、鎢、鎢系白口鑄鐵等。系白口鑄鐵等。高鉻合金白口鑄鐵，具有良好的抗磨粒磨損能力。但合高鉻合金白口鑄鐵，具有良好的抗磨粒磨損能力。但合金元素含量高，成本較高；金元

14、素含量高，成本較高；其韌性較普通的白口鑄鐵其韌性較普通的白口鑄鐵和鎳硬白口鑄鐵高，但比高錳鋼和低合金耐磨鋼卻低和鎳硬白口鑄鐵高，但比高錳鋼和低合金耐磨鋼卻低得多得多，因此，因此不能用于受強(qiáng)烈沖擊載荷的零件不能用于受強(qiáng)烈沖擊載荷的零件。 第13頁，共32頁。三、減摩材料三、減摩材料1 1、減摩材料的基本要求：、減摩材料的基本要求：(1) (1) 低的摩擦系數(shù)；低的摩擦系數(shù)；(2)(2)較好的耐磨性、抗粘著性和磨合性；較好的耐磨性、抗粘著性和磨合性；磨合性：磨合性：零件在試運(yùn)行期間零件在試運(yùn)行期間( (磨合期磨合期) )，磨合性越好，磨合性越好，所需磨合的時間就越短、磨損量越小，磨合后，所需磨合的

15、時間就越短、磨損量越小，磨合后表面耐磨性好。表面耐磨性好。第14頁，共32頁。(3)(3)良好的順應(yīng)性和嵌合性；良好的順應(yīng)性和嵌合性；順應(yīng)性順應(yīng)性: : 材料的表層通過彈塑性變形，對制造誤差材料的表層通過彈塑性變形，對制造誤差、受載變形和表面租糙度的適應(yīng)性能。、受載變形和表面租糙度的適應(yīng)性能。嵌合性嵌合性: : 表示將外部雜質(zhì)和硬顆粒嵌入摩擦表面表示將外部雜質(zhì)和硬顆粒嵌入摩擦表面而不外露以防擦傷對偶表面，影響性能。而不外露以防擦傷對偶表面，影響性能。 通常，硬度低、塑性好和彈性模量低的材料，其順通常，硬度低、塑性好和彈性模量低的材料，其順應(yīng)性和嵌合性也較好。應(yīng)性和嵌合性也較好。(4)(4)足夠

16、的強(qiáng)度；足夠的強(qiáng)度；(5)(5)導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小、抗腐蝕好，與油膜的吸導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小、抗腐蝕好，與油膜的吸附能力強(qiáng)。附能力強(qiáng)。第15頁，共32頁。2 2、常用的金屬減摩材料、常用的金屬減摩材料(1) (1) 巴氏合金：巴氏合金： 巴氏合金是最早應(yīng)用于滑動軸承上的減摩材料，它是巴氏合金是最早應(yīng)用于滑動軸承上的減摩材料，它是以錫或鉛為基體的軟合金，因主要用于軸瓦，以錫或鉛為基體的軟合金，因主要用于軸瓦，也稱軸承合也稱軸承合金金。按組成的主要元素分，有錫基和鉛基兩類。按組成的主要元素分，有錫基和鉛基兩類。a.a.錫基軸承合金：錫基軸承合金： 錫基合金的硬度較低錫基合金的硬度較低(HB1

17、3-32)(HB13-32)，熔點(diǎn)也較低，熔點(diǎn)也較低(240-(240-320 320 CC) )，當(dāng)溫度升高時，合金表面軟化，起著潤滑的作，當(dāng)溫度升高時，合金表面軟化，起著潤滑的作用，而且磨合容易。用，而且磨合容易。 錫基軸承合金有良好的減摩性能，錫基軸承合金有良好的減摩性能，具有摩擦系數(shù)和具有摩擦系數(shù)和膨脹系數(shù)小，塑性和導(dǎo)熱好等優(yōu)點(diǎn)，但疲勞強(qiáng)度低膨脹系數(shù)小，塑性和導(dǎo)熱好等優(yōu)點(diǎn)，但疲勞強(qiáng)度低。第16頁，共32頁。b.b.鉛基軸承合金鉛基軸承合金 鉛基合金以鉛為主，含有適量的銻鉛基合金以鉛為主，含有適量的銻(10-18(10-18) )和錫和錫(0-20(0-20) )。特點(diǎn)：成本低，高溫強(qiáng)度

18、好，親油性好，有自特點(diǎn)：成本低，高溫強(qiáng)度好，親油性好，有自潤滑性，適用于潤滑較差的場合潤滑性，適用于潤滑較差的場合。但機(jī)械強(qiáng)度、。但機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、導(dǎo)熱性不及錫基合金，耐磨性、導(dǎo)熱性不及錫基合金，可用于載荷不可用于載荷不大和轉(zhuǎn)速不高的場合大和轉(zhuǎn)速不高的場合，如汽車、拖拉機(jī)曲軸的，如汽車、拖拉機(jī)曲軸的軸瓦等。軸瓦等。第17頁，共32頁。(2) 鋁基軸承合金：鋁基軸承合金：特點(diǎn)：比重小，導(dǎo)熱性好，疲勞強(qiáng)度高和耐磨特點(diǎn)：比重小，導(dǎo)熱性好，疲勞強(qiáng)度高和耐磨性好，且原料充足，價格低廉。但熱膨脹系數(shù)性好，且原料充足，價格低廉。但熱膨脹系數(shù)大，抗粘著性、嵌合性與順應(yīng)性較差。大，抗粘著性、嵌合性與順應(yīng)性較差

19、。目前應(yīng)用的有目前應(yīng)用的有鋁銻鎂軸承合金和高錫鋁基軸承鋁銻鎂軸承合金和高錫鋁基軸承合金合金。 鋁銻鎂軸承合金適用于載荷不超過鋁銻鎂軸承合金適用于載荷不超過20 N/mm2及滑及滑動速度不大于動速度不大于10 m/s的滑動軸承。的滑動軸承。高錫鋁基軸承合金適用于裁荷達(dá)高錫鋁基軸承合金適用于裁荷達(dá)28N/mm2，滑動速，滑動速度在度在13 m/s以下的滑動軸承。以下的滑動軸承。 第18頁，共32頁。 (3) 銅基軸承合金：銅基軸承合金： 用作減摩材料的銅基合金主要：用作減摩材料的銅基合金主要：錫青銅和鉛錫青銅和鉛青銅青銅。特點(diǎn)：特點(diǎn)：錫青銅的機(jī)械強(qiáng)度較高，減摩性和耐磨性也錫青銅的機(jī)械強(qiáng)度較高，減摩

20、性和耐磨性也較好，適宜于制造重載軸承。較好，適宜于制造重載軸承。鉛青銅的承載能力和疲勞強(qiáng)度高，能在鉛青銅的承載能力和疲勞強(qiáng)度高，能在250C以下的溫度正常工作，但順應(yīng)性和嵌以下的溫度正常工作，但順應(yīng)性和嵌合性較差，也不耐磨蝕。合性較差，也不耐磨蝕。 第19頁，共32頁。(4) 鐵基合金：鐵基合金： 鑄鐵的機(jī)械性能遠(yuǎn)不如鋼，但由于鑄鐵的機(jī)械性能遠(yuǎn)不如鋼，但由于鑄鐵鑄鐵組織中含有大量的石墨而具有良好的減摩性組織中含有大量的石墨而具有良好的減摩性，故在輕載低速的軸承中應(yīng)用比鋼廣泛。故在輕載低速的軸承中應(yīng)用比鋼廣泛。 鑄鐵的減摩性與石墨的形狀有關(guān)鑄鐵的減摩性與石墨的形狀有關(guān)，球狀，球狀和厚片狀石墨比薄

21、片狀石墨耐磨，同時組織和厚片狀石墨比薄片狀石墨耐磨，同時組織中應(yīng)含有少量游離的滲碳體。中應(yīng)含有少量游離的滲碳體。 第20頁，共32頁。(5)(5)粉末冶金減摩材料：粉末冶金減摩材料：金屬粉末與具有減摩性的非金屬固體粉末，按金屬粉末與具有減摩性的非金屬固體粉末，按一定比例混合壓制成型，經(jīng)燒結(jié)和整形后得到一定比例混合壓制成型，經(jīng)燒結(jié)和整形后得到的有的有多孔性組織的材料多孔性組織的材料。用浸漬方法使空隙中充滿潤滑油，可成為一種用浸漬方法使空隙中充滿潤滑油，可成為一種具有自潤滑性能的減摩材料，如含油軸承。這具有自潤滑性能的減摩材料，如含油軸承。這是是一種具有自潤滑、減摩及耐磨并有吸振作用一種具有自潤滑

22、、減摩及耐磨并有吸振作用的減摩材料。的減摩材料。 第21頁，共32頁。3 3、常用的非金屬減摩材料：、常用的非金屬減摩材料： 很多無機(jī)和有機(jī)材料都具有減摩性能，可很多無機(jī)和有機(jī)材料都具有減摩性能，可用于在干摩擦或邊界摩擦條件下工作的摩擦副用于在干摩擦或邊界摩擦條件下工作的摩擦副，其中應(yīng)用較多的是高分子聚合物和各種工程，其中應(yīng)用較多的是高分子聚合物和各種工程塑料。塑料。(1)(1)有機(jī)非金屬材料：主要是各類工程塑料有機(jī)非金屬材料：主要是各類工程塑料。第22頁，共32頁。塑料塑料優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)聚酰胺，聚酰胺，尼龍，尼龍，PA機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和自機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和自潤滑性能良好，摩擦系潤滑性能

23、良好，摩擦系數(shù)適中數(shù)適中(0.25)，價錢低、，價錢低、易成型、耐蝕性好。易成型、耐蝕性好。熱膨脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性差，有熱膨脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性差，有吸濕性，尺寸不穩(wěn)定，不宜在吸濕性，尺寸不穩(wěn)定，不宜在潮濕或溫度變化較大的環(huán)境下潮濕或溫度變化較大的環(huán)境下工作。工作。聚甲醛，聚甲醛，POM物理機(jī)械性能好于尼龍，物理機(jī)械性能好于尼龍，吸水小，尺寸穩(wěn)定，彈吸水小，尺寸穩(wěn)定，彈性模量、硬度高，蠕變性模量、硬度高，蠕變和應(yīng)力松弛少，耐腐蝕，和應(yīng)力松弛少，耐腐蝕，摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定。摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定。熱穩(wěn)定性差，收縮率大，易老熱穩(wěn)定性差，收縮率大，易老化，遇火會燃燒?；?，遇火會燃燒。聚四氟聚四氟乙烯，乙烯，PTF

24、E化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定和電性能優(yōu)良，摩擦系數(shù)電性能優(yōu)良，摩擦系數(shù)極低極低(0.1-0.04)，易形成，易形成轉(zhuǎn)移膜且與金屬形成強(qiáng)轉(zhuǎn)移膜且與金屬形成強(qiáng)化學(xué)鍵結(jié)合?；瘜W(xué)鍵結(jié)合。耐磨性差，機(jī)械強(qiáng)度低，易變耐磨性差，機(jī)械強(qiáng)度低，易變形，線膨脹系數(shù)大，做為減磨形，線膨脹系數(shù)大，做為減磨材料，通常以填料形式加入其材料，通常以填料形式加入其他塑料中，或在其中加入金屬他塑料中，或在其中加入金屬或其他材料，改善性能。或其他材料，改善性能。第23頁，共32頁。(2)(2)無機(jī)非金屬減摩材料無機(jī)非金屬減摩材料a.a.石墨：石墨： 六方晶系晶體，六方晶系晶體，層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)碳原子以牢固的共價

25、，層內(nèi)碳原子以牢固的共價鍵相連，各層之間距離較大，碳原子以微弱的范德華鍵相連，各層之間距離較大，碳原子以微弱的范德華鍵相連，各層間易被剪切而發(fā)生滑動。鍵相連，各層間易被剪切而發(fā)生滑動。自潤滑性能與環(huán)境條件密切相關(guān)自潤滑性能與環(huán)境條件密切相關(guān)，在潮濕大氣中在潮濕大氣中，能，能吸附空氣中的水蒸汽，吸附空氣中的水蒸汽，降低摩擦系數(shù)降低摩擦系數(shù)，在干燥條件下，在干燥條件下，減磨性能較差，減磨性能較差，不適宜用作真空或干燥條件下工作的不適宜用作真空或干燥條件下工作的減摩材料減摩材料。導(dǎo)電、導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性很好，用作高溫潤滑劑及電接觸材導(dǎo)電、導(dǎo)熱和熱穩(wěn)定性很好，用作高溫潤滑劑及電接觸材料料。 第24頁，共3

26、2頁。b.b.二硫化鉬：二硫化鉬：層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體，層狀結(jié)構(gòu)的六方晶體， 晶體內(nèi)兩層硫原子中間夾晶體內(nèi)兩層硫原子中間夾一層鉬原子，一層鉬原子，層內(nèi)原子以共價鍵結(jié)合，層層間以層內(nèi)原子以共價鍵結(jié)合，層層間以范德華鍵結(jié)合，易發(fā)生層間滑動。范德華鍵結(jié)合，易發(fā)生層間滑動。 硫原子與金屬表面的粘著結(jié)合力相當(dāng)強(qiáng)硫原子與金屬表面的粘著結(jié)合力相當(dāng)強(qiáng)，能，能形成一層牢固的潤滑薄膜，形成一層牢固的潤滑薄膜，承載能力大于石墨承載能力大于石墨。 在潮濕環(huán)境中表面化學(xué)活性易發(fā)生變化，在在潮濕環(huán)境中表面化學(xué)活性易發(fā)生變化，在晶體表面形成無定形硫，同時在晶體活性棱面上晶體表面形成無定形硫，同時在晶體活性棱面上形成氫鍵，阻礙

27、晶體發(fā)生滑動，增加摩擦系數(shù)。形成氫鍵，阻礙晶體發(fā)生滑動，增加摩擦系數(shù)。因此，因此，二硫化鉬在干燥條件下，具有優(yōu)良的減摩二硫化鉬在干燥條件下，具有優(yōu)良的減摩性。性。第25頁，共32頁。四、摩阻材料四、摩阻材料1 1、定義：、定義： 摩阻材料又稱制動材料或剎車材料摩阻材料又稱制動材料或剎車材料，是用于各種運(yùn)輸工具及各種機(jī)器設(shè)備的是用于各種運(yùn)輸工具及各種機(jī)器設(shè)備的制制動器、離合器和摩擦傳動裝置上動器、離合器和摩擦傳動裝置上，摩阻，摩阻材料的性能直接關(guān)系到部件的工作能力材料的性能直接關(guān)系到部件的工作能力和可靠性。和可靠性。第26頁，共32頁。2 2、對摩阻材料的基本要求有：、對摩阻材料的基本要求有：l

28、具有高而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)具有高而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)基本上不隨外界。摩擦系數(shù)基本上不隨外界條件的變化而變化；條件的變化而變化；l有良好的耐磨性，有良好的耐磨性，不易劃傷摩擦配偶件的表面和發(fā)生嚴(yán)不易劃傷摩擦配偶件的表面和發(fā)生嚴(yán)重的粘著；重的粘著；l磨合性好磨合性好，在摩擦過程中噪音、振動??；，在摩擦過程中噪音、振動小；l具有良好的物理、機(jī)械性能具有良好的物理、機(jī)械性能。摩阻材料工作時，因摩擦。摩阻材料工作時，因摩擦系數(shù)高，發(fā)熱量大，故要求摩阻材料具有系數(shù)高，發(fā)熱量大，故要求摩阻材料具有良好的導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性，大的熱容量，而且有一定的高溫機(jī)械強(qiáng)度，大的熱容量，而且有一定的高溫機(jī)械強(qiáng)度；l制

29、造工藝簡單，成本低，材料來源充足。制造工藝簡單，成本低，材料來源充足。第27頁，共32頁。3 3、常用摩阻材料、常用摩阻材料（1 1）金屬基摩阻材料：）金屬基摩阻材料： 鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩阻材料等。金屬基摩鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩阻材料等。金屬基摩阻材料的特點(diǎn)：強(qiáng)度高，不易破裂，對水的侵入不敏感阻材料的特點(diǎn)：強(qiáng)度高，不易破裂，對水的侵入不敏感，但溫度上升時，摩擦系數(shù)下降快。，但溫度上升時，摩擦系數(shù)下降快。 其中粉末冶金摩阻材料應(yīng)用最廣，發(fā)展最快，其其中粉末冶金摩阻材料應(yīng)用最廣，發(fā)展最快，其特點(diǎn)是特點(diǎn)是具有高且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性，許用壓具有高且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性，許用壓強(qiáng)高，熱穩(wěn)定性好強(qiáng)高，熱穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是噪聲高，脆性大。缺點(diǎn)是噪聲高，脆性大。主要用于重主要用于重載交通工具和工程機(jī)械的制動器和離合器載交通工具和工程機(jī)械的制動器和離合器。第28頁，共32頁。 粉末冶金摩阻材料由粉末冶金摩阻材料由金屬基體、減摩成分和增摩金屬基體、減摩成分和增摩成分成分三部分組成。三部分組成。l金屬基體有鐵粉和銅粉兩類。金屬基體有鐵粉和銅粉兩類。l減摩成分減摩成分由低熔點(diǎn)金屬由低熔點(diǎn)金屬( (鉛、鉍、銻鉛、鉍、銻) )、非金屬固體潤、非金屬固體潤滑劑滑劑( (石墨、二硫化鉬石墨、二硫化鉬) )等混合而成。加入這些成分雖等混合而成。