摩擦磨損試驗機(jī)中直接影響滑動摩擦系數(shù)因素
研究摩擦磨損試驗機(jī)摩擦系數(shù)影響因素和變化規(guī)律,是控制摩擦過程和降低摩擦損耗一條有效途徑。摩擦系數(shù)是摩擦副系統(tǒng)的綜合特性,而不是材料本身的固有特性。在給出一種材料的摩擦系數(shù)時,必須同時給出得出該數(shù)值的條件和所用的測試設(shè)備。
摩擦系數(shù)受摩擦過程各種因素的影響,其主要影響因素有如下幾個方面:
表面膜對摩擦磨損試驗機(jī)的摩擦系數(shù)的影響具有表面氧化膜的的摩擦副,摩擦主要發(fā)生在膜層內(nèi)。對于金屬的摩擦來說,由于表面氧化膜的塑性和機(jī)械強(qiáng)度比金屬材料差,在摩擦過程中,膜先被破壞,金屬摩擦表面不易發(fā)生粘著,使摩擦系數(shù)降低,磨損減少。在金屬摩擦表面涂覆軟金屬能有效的降低摩擦系數(shù)。其中以鎘對摩擦系數(shù)的影響zui為明顯,但鎘與基體金屬的結(jié)合力較弱,容易在摩擦?xí)r被擦掉。
材料性質(zhì)對摩擦磨損試驗機(jī)的摩擦系數(shù)的影響摩擦副的摩擦系數(shù),隨配對材料性質(zhì)的不同而不同。分子或原子結(jié)構(gòu)相同或相近的兩種材料互溶性大,互溶性較大的材料組成摩擦副,易發(fā)生粘著,摩擦系數(shù)增高;反之,分子或原子結(jié)構(gòu)差別大則互溶性小,互溶性較小的材料組成摩擦副,不易發(fā)生粘著,摩擦系數(shù)一般都比較低。因此,在涉及摩擦副時,應(yīng)盡可能地選擇分子結(jié)構(gòu)或原子晶格差別大,互溶性小的材料組成摩擦副,以降低其摩擦系數(shù)。如果條件允許的話,應(yīng)盡可能選擇金屬與非金屬(工程塑料、復(fù)合材料等)組成摩擦副。
載荷對摩擦磨損試驗機(jī)的摩擦系數(shù)的影響載荷的大小直接影響摩擦副的接觸狀態(tài),在不同的接觸狀態(tài)下,摩擦副表現(xiàn)出來的摩擦特性也就不一樣,一般情況下,摩擦系數(shù)將隨載荷的增加而增大,當(dāng)載荷足夠大時越國一級大值,隨著載荷的繼續(xù)增大而摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定或減小。
滑動速度對摩擦磨損試驗機(jī)的摩擦系數(shù)的影響,在一般情況下,摩擦系數(shù)隨滑動速度增加而升高,越過一級大值后,又隨滑動速度的增加而減少?;瑒铀俣葘δΣ料禂?shù)的影響,主要是它引起溫度的變化所至?;瑒铀俣纫鸬陌l(fā)熱和溫度的變化,改變了摩擦表面層的性質(zhì)和接觸狀況,因而摩擦系數(shù)必將隨之變化。對溫度不敏感的材料(如石墨),摩擦系數(shù)實際上幾乎與滑動速度無關(guān)。
溫度對摩擦磨損試驗機(jī)的摩擦系數(shù)的影響在摩擦過程中,溫度的變化使摩擦副表面材料的性質(zhì)發(fā)生改變,從而影響摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)隨摩擦副工作條件的不同而變化。具體情況需用試驗方法測定。
(1)對于大多數(shù)金屬摩擦副而言,起摩擦系數(shù)均隨溫度的升高而降低,極少數(shù)(如金-金)的摩擦系數(shù)均隨溫度的升高而升高。
(2)對于散熱性比較差的材料,特別是由于熱塑性工程塑料組成的摩擦副,開始摩擦系數(shù)將隨著溫度的升高而增大,當(dāng)表面溫度達(dá)到一定值,材料表面將被熔化。所以,一般工程塑料都只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用,超過這個溫度范圍,摩擦副材料將喪失其工作能力。
(3)對于金屬與復(fù)合材組成的摩擦副,其摩擦系數(shù)在一定范圍內(nèi)受溫度的影響較小,但是,但是,當(dāng)溫度超過某一極*,摩擦系數(shù)將隨溫度的升高而顯著下降。通常把這種現(xiàn)象稱為材料的熱衰退性。對于制動摩擦副,尤其應(yīng)控制在熱衰退的臨界溫度以下工作,以保證其具有足夠的制動能力。
6、表面粗糙度對摩擦磨損試驗機(jī)的摩擦系數(shù)的影響根據(jù)摩擦的分子-機(jī)械理論,當(dāng)表面粗糙度值大于50μm時,分子量可以忽略不計,因此,摩擦系數(shù)隨著表面粗糙度值的減小而降低;當(dāng)表面粗糙度值特別小,小于20μm時,摩擦系數(shù)中的分子量起主要作用,機(jī)械分量可以忽略不計,因此,摩擦系數(shù)隨著表面粗糙度值的減小而增大;表面粗糙度值越小,實際接觸面積越大,因而摩擦系數(shù)也就越大;在一般情況下,即20μm
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