摩擦材料的評定及其測試方法介紹

第二章摩擦材料的評定與測試方法

2.1摩擦磨損試驗方法分類

赫魯曉夫：根據(jù)模擬條件接近使用條件的程度將磨損試驗方法分為五類：使用觀察試驗，模擬機器使用條件的專門試驗，模擬給定載荷的專門試驗，模擬使用條件的實驗室試樣試驗，試驗室給定條件的試樣試驗。

不統(tǒng)一，不一致扎伊切夫：將磨損試驗方法分為七類：工廠車間檢驗產(chǎn)品相對耐磨性的試驗，減摩材料和軸的磨損試驗，滾輪、凸輪、偏心輪以及鋼軌和輪箍磨損試驗，滾動軸承磨損試驗，磨料磨損試驗，腐蝕磨損試驗。洛列茨：根據(jù)研究磨損的目的將磨損試驗分三類：研究性的、使用性的和檢查性的磨損試驗方法?？死窭够簩⒛p試驗方法分為三類：使用試驗、零件試驗和試樣試驗。根據(jù)試驗條件和目的將摩擦磨損試驗作如下分類：使用運轉(zhuǎn)磨損試驗實驗室磨損試驗?zāi)p試驗試樣磨損試驗臺架磨損試驗應(yīng)用性的研究性的應(yīng)用性的檢查性的使用運轉(zhuǎn)條件下的磨損試驗：

優(yōu)點：真實性和可靠性最強

缺點：試驗周期長檢測困難，精確度低運轉(zhuǎn)條件不固定，使得磨損數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性和可比性差，無法研究磨損規(guī)律。無法研究某一因素或幾個因素的影響統(tǒng)計工作量大試驗所需人力、財力較大。實驗室磨損試驗：

是在實驗室試驗條件下模擬使用運轉(zhuǎn)條件下的磨損。優(yōu)點：試驗周期短不需要整機試驗，可以試驗部件或零件影響試驗的因素易控制和選擇，試驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性、可比性和規(guī)律性強，易于分析對比試驗費用低由于試驗時間短，費用低等原因，可以重復(fù)地對大量試樣或零件進行磨損試驗缺點：需要精心地設(shè)計模擬，否則試驗數(shù)據(jù)的應(yīng)用性差

實驗室磨損試驗分類試樣磨損試驗研究性的磨損試驗應(yīng)用性的磨損試驗臺架試驗應(yīng)用性的臺架試驗檢驗性臺架試驗試驗研究解決生產(chǎn)任務(wù)時，一般必須經(jīng)過三個階段：1）在實驗室進行試樣磨損試驗研究，初選研究參數(shù)；

2）在試驗臺架上進行零件磨損試驗研究，精選或初校研究參數(shù)；

3）進行使用運轉(zhuǎn)磨損試驗，校驗和選擇最佳的研究參數(shù)。根據(jù)問題的復(fù)雜程度和模擬試驗的正確程度，在一般情況下可以①③或②③階段結(jié)合使用，在個別情況下，如模擬試驗已經(jīng)過使用試驗的考驗，可以①或②階段單獨使用；如使用條件簡單，可以③階段單獨使用。2.2實驗室摩擦試驗的模擬如何模擬磨損試驗?兩種意見：實驗室模擬磨損試驗必須使試驗的所有條件接近于機器零件實際使用運轉(zhuǎn)條件，但是這樣的模擬要求是不合理的，必然導(dǎo)致取消在實驗室進行磨損試驗的可能性。實驗室模擬磨損試驗必須使磨損試驗獲得的磨損形式與使用運轉(zhuǎn)條件下的磨損形式一致，而實驗室試樣運轉(zhuǎn)試驗條件與使用零件運轉(zhuǎn)條件接近毫無必要。實驗室條件下如何模擬機器零件使用運轉(zhuǎn)條件下的摩擦是十分復(fù)雜的問題，因為摩擦、磨損現(xiàn)象很復(fù)雜，影響的因素也很多，稍許改變其中某一影響因素，可能導(dǎo)致磨損量成倍地、幾十倍地甚至上千倍地變化。3.3摩擦形式與條件材料的磨損特征與材料的強度和硬度不同，它不是材料所固有的特性，而是系統(tǒng)的特性。磨損的實驗影響因素

滑動速度61001000434100472515610.060.120.180.360.600.902.405.00磨損率，毫克/（公里·厘米2）滑移速度，米/秒圖6-1滑移速度對磨損影響1－正火У8鋼（吹干燥空氣）；2－正火碳鋼（0.64%C）；3－У8鋼（不吹空氣）；克力∣齊伯力效應(yīng)（1）滑移速度對磨損量和磨損形式有很大的影響，可以使磨損從一種形式變?yōu)榱硪环N形式。（2）滑移速度對磨損的影響與其它參數(shù)如摩擦副材料，壓力等等有關(guān)，其它參數(shù)不同，滑移速度對磨損的影響也就不同。載荷1）載荷對磨損量和磨損形式有很大影響，可以使磨損從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式；2）載荷對磨損的影響與其它參數(shù)如摩擦副材料，速度等等有關(guān)，其它參數(shù)不同，載荷對磨損的影響也就不同。煤油潤滑P＝10公斤汽車潤滑油潤滑P＝10公斤磨損，×108毫米/米壓力，公斤/厘米2圖6-5a磨損（鑄鐵）與壓力的關(guān)系臨界壓力點環(huán)境氣氛同一材料在不同環(huán)境氣氛中摩擦，其磨損率及其隨速度和壓力變化而變化的規(guī)律不同，且相差很大，同時其磨損形式可能不同，磨損形式轉(zhuǎn)變的參數(shù)也不同。

磨損率，（克/厘米2）/106厘米壓力，公斤/厘米2圖6-11軟鋼對硬鉻鋼在各種介質(zhì)中的磨損Ⅰ－一般大氣中，濕度4克/米3；Ⅱ－氮氣中；Ⅲ－氧氣中；Ⅳ－空氣中，壓力：3毫米汞柱。時間磨損時間（或摩擦行程）圖6-12磨損與時間的關(guān)系曲線跑合期正常工作期試樣尺寸

摩擦副的動件和靜件的相對運動的面積之比稱之為重疊系數(shù)，試樣尺寸的變化會影響到重疊系數(shù)的變化，影響其磨損特性的變化。（1）摩土擦副的飼尺寸對役磨損有次很大影掀響，隨便著摩擦組條件和傘摩擦副制尺寸的奪變化，璃磨損值閥在很大做范圍內(nèi)剩變化。（2）糾摩擦副據(jù)尺寸不牲僅影響革磨損值纖，而且才還影響虛磨損形物式，使脆磨損從婦一種形瞇式轉(zhuǎn)變畏為另一某種形式志。（3）磨沸損形式轉(zhuǎn)房誠變臨界點欄隨摩擦副盲尺寸變化床而變化，陪摩擦副尺河寸增大，陰臨界點相攤應(yīng)的滑動圣速度降低廉。（4）豬磨損量頭和磨損閘形式與拐摩擦副煤尺寸的寒關(guān)系還槍與摩擦綁副材料列有關(guān)。溫度（1）溫算度對磨損現(xiàn)值和磨損稀形式有很抽大影響。額可使磨損卸從一種形周式轉(zhuǎn)變?yōu)榛至硪环N形峽式。（2）唉滑動速晴度對磨掃損的影死響實際蔑上是溫慎度對磨唱損的影授響。（3）偶溫度對同磨損的逃影響與機其它參量數(shù)如介究質(zhì)、摩質(zhì)擦副材錄料等有遺關(guān)。摩擦摩擦?xí)r膠產(chǎn)生磨接損，磨膝損與摩寧擦過程矩的摩擦葬力似乎段有相應(yīng)南關(guān)系，叢但有時芝有定性聚關(guān)系，專有時卻糠沒有定恰性關(guān)系順。研究表明捷：磨損隨蠢滑移速度箱的增大而弟減少的速摧度比摩擦貨系數(shù)隨滑躲移速度的我增大而減林少的速度紫快得多?？偨Y(jié)：從上述討酸論可以看償出，影響矩磨損形式尊的因素很迎多，而且浮這些因素廁之間又是催互相影響罪的，但是獅，其中最室主要的因極素可能有寸兩個：（1）磚溫度規(guī)朝范（表晶面溫度修和溫度炕梯度）托。它影渠響分子博相互作所用的特閑性；（2）妙粗糙相曠互作用柱深度，裙它影響抖機械相程互作用度特性。雄因為摩春擦副尺勸寸、速丘度、壓砌力等的座影響也斯可歸納蠻為溫度橡和粗糙耐相互作換用深度裹的影響車。顯然泳，這兩航主要影拖響因素夢在不同收摩擦條億件下可鉆能起的醫(yī)作用也朝不同。蒙例如，欣嚴重摩陣擦條件貞下可能崇前者起魚主導(dǎo)作們用。而伸在輕微鍬摩擦條達件下可糕能后者羨起主導(dǎo)探作用。2.4型滾柱剝吸蝕試驗勵方法（第略）2.5享摩擦磨損特試驗機根據(jù)摩擦貿(mào)副的接觸揮形式和運菜動方式分眉為六類示史意如下：Ⅰ、端面劃滑動摩擦延；Ⅱ、球面盛滑動摩擦丸；Ⅲ、母線到滑動摩擦弟；Ⅳ、往辯復(fù)滑動艘摩擦；Ⅴ、滾動翻摩擦；Ⅵ、與軟磨料摩墻擦。2.6研角究真實接壯觸表面的李方法2.6.啦1接觸電于阻法測量接拘觸電阻疊已用于抵兩方面富的研究蔑：其一亭是通過雞測量于備接觸金夫?qū)俑敝乳g的電團阻，來債測量其歇真實接每觸面積歌。電阻至法的另皇一用途繩是研究努流體潤魔滑，例沫如，把庭電阻作東為流體興動力潤久滑程度脫的定性復(fù)指標(biāo)，扎完全流板體潤滑逢時電阻夏應(yīng)該是極無窮大如，而發(fā)勁生大面便積金屬腳接觸時待電阻應(yīng)椅該是零鋸。2.6.動2光學(xué)法光學(xué)法的擇原理是光某通過玻璃撫與粗糙表愧面之間的本接觸區(qū)時曉無反射，濃而通過其丈間的空氣域隙時卻產(chǎn)饅生反射。節(jié)該方法的犧優(yōu)點是可窮以直接觀頸察真實接拼觸面積的激形成過程膏，且數(shù)據(jù)得很可靠，掃誤差小于固±1%，皺其缺點是至測量結(jié)果壤偏高。2.6.志3放射性君同位素法趙原用放熟射線照相劑術(shù)研究真川實接觸表曲面積，曾亭研究支承槳面曲線，滑粗糙度對谷支承表面杠積曲線的您影響，載狡荷對變形岸的影響，范粗糙度、擁硬度對變塌形的影響秋等。認為瞇，放射線元照相術(shù)對吩于研究實寨際零件的另真實接觸遠面積是最嫩可靠和最正方便的方侮法，增加耳表面光潔結(jié)度使塑性竭變形大量敗減低，但浩總變形變遺化不大，找增加硬度娛既降低一析些總變形腰，亦降低下一些塑性鳳變形，材顧料副受載梁荷后，不餅僅其較軟彼材料之表笑面粗糙頂按部產(chǎn)生變窮形，且其林很硬的材瞇料之表面脹粗糙頂部牙亦產(chǎn)生變您形。2.7研架究磨損量效的方法2.7.癥1微觀方燃法研究磨攤損量的辟微觀方愁法是指錫測量磨監(jiān)痕尺寸祥或面積常和測量層精密刻井痕尺寸摧變化的何技術(shù)。常用的一遭種微觀方虧法稱為刻共痕法。即彩用專門的番金剛石在寶待磨損表求面上刻（掘打）上微沉刻（?。p痕，測量距磨損前后單刻痕尺寸鵝的變化以科確定磨損魂量。此方晝法的優(yōu)點摟是：零件問經(jīng)短期使?jié)嵱镁湍艽_腐定磨損量捷；精確度律高；能測嬌定不同部拒位磨損的示分布；測稠量不受試碧驗過程零喊件膨脹、惰收縮或變蜂形的影響壇。2.7.么2放射性浮同位素方融法放射性同俗位素測量道磨損的最竄大優(yōu)點是桃靈敏度特央高(10祝-5~1娛0-6克聰)，因此顫適合于測沿量極微量臘的磨損，絡(luò)其缺點是像要采取安旅全措施，灶因此多限害于實驗室沫應(yīng)用但近娛年來正在冬研究采用喜低能量放匆射性同位規(guī)素，可在逆不須保護柴的條件下母測量磨損盛，這樣便染可走出實總驗室進入便現(xiàn)場應(yīng)用意。目前放掃射性同不位素測岸量磨損嗎基本上肥是三種住方法，晝第一種粉方法是垃用放射些性計數(shù)痛器或自頓照相技辰術(shù)測量率轉(zhuǎn)移的轟金屬量擴；第二救種方法祝是測量栗從零件顏或試樣懷上磨下盈來的磨癥屑的放抹射性，附例如測伙量潤滑皮油中磨商屑的放翁射性；萄第三種竟方法是瀉測量零策件或試建樣因磨筍損而產(chǎn)悟生的放漂射性下遵降。2.7活.3電祖記錄方誦法用電記植錄法研鄭究金屬嗓轉(zhuǎn)移的糖分布(吼B(yǎng)un欣wel音l),肝是將浸啊有適合鋸的電解狠質(zhì)的亞舌膠紙置慕于磨損瞞表面，棄微電源掠通過亞誦膠紙引宋起金屬稱離子在什明膠上田集中，狐形成對節(jié)應(yīng)轉(zhuǎn)移碼磨損粒貨分布的或圖形，惕此圖經(jīng)班過適合炭的試劑播處理便醋變成可絕見的圖浙案。2.7藏.4光疼譜方法發(fā)射光譜蕩分析潤滑新油曾用于膝監(jiān)視壓縮間機和內(nèi)燃讀機的磨損棵，并可同濟時監(jiān)視幾歌個零件的談磨損。為議了從同一流潤滑油中黑同時測量蹤蝶兩個含有獨放射性同誦位素的摩雁擦零件的才磨屑曾采及用γ一光溫譜分析。左為了克服睬用放射性數(shù)同位素法洞連續(xù)測定評大型柴油邁機磨損的氧困難，曾輔在氣缸套周鉆一直徑敵2毫米的繪孔，在運敗轉(zhuǎn)中抽取碎10毫升鞋左右的潤膨滑油進行算光譜分析濤以求出金燒屬濃度，裝實驗表明狠即使運轉(zhuǎn)哲條件相同偶，但在某膽一時間內(nèi)貧所抽取的興油量不同課，該油量播中所分析帶得到的金您屬濃度值做也不穩(wěn)定色，所以精辮確度不高通，但是這怪種方法比來較簡單。肢所以還有宰一定的使騰用意義。2.8爐研究偉磨屑的方纏法鐵譜方法放射性同焰位素照相恭術(shù)電子顯微襖術(shù)粒度儀分攤析法