滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的法向載荷對(duì)摩擦系數(shù)和體積磨損率的影響

1、法向載荷對(duì)尼龍“及其復(fù)合材料摩擦系數(shù)的影響

    圖7-1所示為滑動(dòng)速度為94.25mm/s，磨損時(shí)間為20min時(shí)，尼龍66及其復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨法向載荷的變化曲線。從圖中可以看出，相同載荷下，PA66/SEBS-g-MA復(fù)合材料的摩擦系數(shù)最小，純尼龍66的摩擦系數(shù)最大。尼龍66及其復(fù)合材料的摩擦系數(shù)都隨著法向載荷的增大先增大后減小，在4N時(shí)達(dá)最小值。

    在微觀上，摩擦面的接觸只有其表面的微突體間緊密接觸，摩擦面之間的實(shí)際接觸面積是全部微突體接觸面積的總和，這決定著摩擦阻力的大小。在法向載荷作用下，微突體發(fā)生變形，使摩擦面實(shí)際接觸面積增大。因此，法向載荷增大，摩擦力也隨之增大，但這種變化不呈線性關(guān)系。法向載荷的進(jìn)一步增大，使得微突體變形越來越困難，摩擦面實(shí)際接觸面積增大幅度越來越小;另一方面，試驗(yàn)過程中部分材料轉(zhuǎn)移到對(duì)偶件GCr 15鋼球上。試驗(yàn)初期，鋼球上的粘著物很少，隨著載荷的增加，鋼球上的粘著物增多并在其表面涂抹，摩擦副接觸表面之間的滑動(dòng)轉(zhuǎn)化為部分同質(zhì)材料之間的滑動(dòng)。雖然尼龍66材料的粘著物不易在鋼球表面形成穩(wěn)定膜，且有部分脫落，但隨著法向載荷的增加，會(huì)有部分粘著物承受碾壓，呈現(xiàn)出由疏松粗糙至光滑密實(shí)的變化趨勢(shì)，尼龍66基體材料所受的剪切力逐漸減小，故摩擦系數(shù)隨之呈減小趨勢(shì)。

2、法向載荷對(duì)尼龍“及其復(fù)合材料體積磨損率的影響

    圖7-2所示為滑動(dòng)速度為125.66mm/s，磨損時(shí)間為20min時(shí)，尼龍66及其復(fù)合材料的體積磨損率隨法向載荷的變化曲線。從圖中可以看出，尼龍66及其復(fù)合材料的體積磨損率隨載荷的增大而減小，基本呈線性關(guān)系。這說明磨損速率的減少基本上是由載荷升高引起的。法向載荷增大時(shí)，材料承受的剪應(yīng)力增大;另外，法向載荷增大時(shí)，真實(shí)接觸面積增大，粘著磨損和磨損表面塑性變形加劇，會(huì)有部分尼龍66材料的粘著物承受碾壓，呈現(xiàn)出由疏松粗糙至光滑密實(shí)的變化趨勢(shì)，尼龍66基體材料所受的剪切力和摩擦系數(shù)逐漸減小，故體積磨損率也逐漸減小。相同載荷下，PA66/SEBS-g-MA復(fù)合材料的體積磨損率最小。