【精品】影响摩擦系数的主要因素

1、影响摩擦系数的主要因素 两个物体之间的摩擦力与其法向压力之比值为摩擦系数，有静摩擦系数和动摩擦系数之分。同一摩擦副在相同条件下，静摩擦系数大于动摩擦系数。摩擦系数的大小取决于摩擦种类、材料种类、摩擦面的粗糙度等条件，不同种类的摩擦系数大致如下： 干摩擦系数为 0.10.8，边界摩擦系数为 0.05 一 0.1；液体摩擦系数为0.001 一 0.1；滚珠摩擦系数为 0.0010.03，滚柱摩擦系数为 0.002 一 0.07影响摩擦系数的主要因素有：1：材料的性质 相同金属或互溶性加大的金属摩擦副容易发生粘着现象，使摩擦系数增大。不同金属由于互溶性差，不易发生粘着，摩擦系数一般比较低。2：表面膜

2、的存在 基建在空气中总有一层氧化膜，可以使摩擦系数降低。3：速度和温度的影响4：载荷的影响 对大多数物质来说，载荷的变化会直接影响到摩擦系数。5：振动的影响6：光洁度的影响 材料的摩擦系数与温度 摘 要：本文介绍了温度变化对材料摩擦系数的影响，并分析了实际应用中对薄膜摩擦系数的实际检测要求。 关键词：摩擦系数温度粘滑 1、摩擦系数 摩擦系数是对两表面摩擦力的一种量度， 它表征了材料的摩擦行为。薄膜表面的摩擦系数取决于薄膜表面的粘着性（表面张力和结晶度） 、添加剂（爽滑剂、颜料等） 、以及表面抛光。在进行以下操作工序时需要严格控制材料的摩擦系数，如当薄膜越过自由转辊、袋成型、产品缠绕膜、以及包装

3、袋及其它容器的堆放。除了材料的内部可变因素能够影响材料的摩擦系数， 环境因素（如机器运转的速度、温度、静电积累、以及湿度）也能影响摩擦系数的试验结果。 2、温度对摩擦系数的影响 高分子材料分子运动状态的改变按照动力学的观点称作松弛。温度升高时，一方面可提高各运动单元的热运动能力，另一方面由于热膨胀，分子间距离增加，即高聚物内部的自由体积增加，这就增大了各运动单元活动空间，有利于分子运动，使松弛时间缩短，松弛过程加快。伴随着高聚物的松弛，它的热力学性质、粘弹性能和其它物理性质会发生急剧地改变。而材料的摩擦系数作为最常用的一项力学指标，同样也受到了温度升高的影响。一般来讲， 随着环境温度的升高，材

4、料表面的摩擦系数会有一定的变化，但变化的大小因材料而异。 从图 1 可以看出试验温度的升高明显影响了材料的摩擦系数，但对于不同的试样，温度的影响效果不同；而且对于同一试样，随温度的上升，动摩擦系数的变化趋势很可能也不同于静摩擦系数。例如对于 pc 膜， 静摩擦系数随温度升高的增长趋势比较稳定， 但动摩擦系数的变化趋势的波动就很大，不过动摩擦系数的整体趋势也是增长的。 对于铝箔复合膜，摩擦系数的增长趋势就不如 pc 膜，而且其动摩擦系数随温度的上升基本保持稳定。 需要说明的一点是，在进行 74以上的摩擦试验时，试验过程中出现了明显的粘滑现象，即滑动现象 是不平稳的、间歇性的。 4、实际要求 在实

5、际包装过程中的摩擦力常常既是拖动力又是阻力，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使它在适当的范围内。自动包装用卷材，一般要求内层摩擦系数比较小，而外层摩擦系数适中。内层摩擦系数不能过小，否则有可能引起制袋成型时叠料不稳定而产生错边。 外层摩擦系数太大会引起包装过程中阻力过大致使材料拉伸变形， 太小可能又会引起拖动机构打滑造成电眼跟踪和切断定位不准。 内层材料的开口剂和爽滑剂的含量以及薄膜的挺度、平滑度等因素都会影响复合膜摩擦系数的大小。 在研究材料的摩擦系数时，应特别注意温度对摩擦系数的影响。如之前所述，温度不同会导致摩擦系数的显著变化，需要通过实际检测获得实测数据。 某种材料的摩擦系数可能会随

6、着温度的变化出现明显的增长或减少， 也可能保持了一定的数据稳定性。考虑到生产线的实际运转温度往往不能很好的控制在室温附近， 因此不仅要测量包装材料在常温下的摩擦系数，还应考察在实际使用环境温度下的摩擦系数。要完成这项试验，可以改变实 ，验室的环境温度（当所需温度与 室温相差不大时还是可取的） 也可以借助检测设备的自控温功能，如 labthink fpt-f1 就可以将试验温度控制在室温到99.9之间，方便试验操作。车制动摩擦片的常见问题的分析！制动摩擦片摩擦系数高低对制动的影响？制动摩擦片摩擦系数高低对制动的影响？制动摩擦片的摩擦系数过高或过低都会影响汽车的制动性能。尤其是汽车在高速行驶中需紧

7、急制动时，摩擦系数过低就会出现制动不灵敏，而摩擦系数过高就会出现轮胎抱死现象，进而造成车辆甩尾和打滑，对行车安全构成严重威胁。按照国家标准，制动摩擦片的适宜工作温度为 100350。但许多劣质制动摩擦片在温度达到 250时，其摩擦系数就会急剧下降，而此时制动就会完全失灵。一般来说，按照 sae 标准，制动摩擦片生产厂商都会选用 ff 级额定系数，即摩擦额定系数为 0.350.45。制动摩擦片的寿命与硬度的关系是怎样的？制动摩擦片的寿命与表面硬度并没有一定的关系。 但如果表面硬度高时， 制动摩擦片与制动盘的实际接触面积小，往往会影响使用寿命。 而影响制动摩擦片寿命的主要因素包括硬度、强度、摩擦材

8、料的磨损性等。一般情况下，前制动摩擦片的寿命为 3 万 km，后制动摩擦片的使用寿命为 12 万 km。制动时为什么会产生抖动现象？往往是由于制动摩擦片或制动盘的变形造成的，这与制动摩擦片和制动盘的材质、加工精度及使用受热变形有关，其主要原因有制动盘厚薄不匀、制动鼓的圆度差、制动摩擦片的不均匀磨损，以及热变形和热斑等。 除此之外，制动卡钳的变形或安装不当，以及制动摩擦片的摩擦系数不稳定也会引起制动时抖动。另外，如果制动摩擦片在制动时产生的振动频率与悬挂系统产生共振时，也会产生抖动现象。 涉水后对制动性能的影响？ 由于涉水后制动摩擦片/蹄与制动盘/鼓之间有一层水膜，减小了摩擦力，会影响制动效果，

9、而且制动鼓内的水也不容易散出。 对于盘式制动器来说，这种涉水对于制动效果带来的影响会低一些，因为盘式制动器的制动摩擦片接触面积小， 而且是暴露在外，不会存留水滴。在车轮转动时由于离心力的作用，制动盘片上的水滴会很快散失，只要涉水后猛踩几脚制动就会去除残留的水层。 但对于鼓式制动器来说，在涉水后必须要边走边踩制动，即边踩油门边踩制动， 连续几次后可将制动蹄与制动鼓之间的水份蒸发掉，进而恢复制动效果。为什么制动时会产生噪声？制动时噪声的产生主要是由于悬挂系统相关部件的共振或相互干涉引起的。但也存在由于制动盘的材料使用不当或变形，制动摩擦片的硬度、孔隙率、摩擦特性和压缩特性不合格，制动摩擦片和制动盘

10、受潮生锈（只需制动几次即可恢复），制动摩擦片配方中的金属丝太硬，制动摩擦片磨损程度报警，以及机械式制动摩擦片刮盘等原因引起的噪声或尖叫。为什么新装的制动摩擦片有制动偏软的现象？在更换新的制动摩擦片后可能会出现制动偏软的现象，其可能有原因有：制动摩擦片安装不符标准，制动盘表面有污染而未清洁，制动管路存在故障或制动液不足，制动液压缸内排气不彻底，制动盘过度磨损且表面不平整，以及制动摩擦片质量不合格。为什么会出现制动迟滞现象？出现制动迟滞的现象，可能原因有：制动器回位弹簧失灵，制动摩擦片与制动盘间隙不当或装配尺寸过紧，制动摩擦片热膨胀性能不合格，以及驻车制动回位不良。制动时冒烟是为什么？制动摩擦片中

11、含有 20左右的有机物，温度过高时会发生分解并冒烟，并在摩擦片表面形成一层油状物质，影响制动效果。而发生这种现象可能的原因有：在下坡时频繁制动，引起温度过高而冒烟；制动摩擦片的配方中有机物含量不合格，超标。制动摩擦片的背板为何会脱落？制动摩擦片的背板脱落有两种情况，一是背板与摩擦材料之间产生裂纹；二是摩擦材料自身产生裂纹。而可能的原因有：背板的前期处理工艺差，摩擦材料的稳定性差，压制工艺不合格，粘合剂质量差，使用温度过高，不正确的安装、撞击和敲打。制动摩擦片内槽的作用？制动摩擦片内槽的作用有排放气体，降低噪音并改变产品固有频率，排出磨屑，增强摩擦材料与背板的粘合程度。做电磁阀耐高温耐摩擦衬套极

12、佳品质，耐摩擦寿命比铜制衬套长 2 倍，并且不磨损轴，摩擦系数小（0.05） ，现在供货量大！ ，磨损率低（10 的负 15 次方）增强摩擦纤维的选用慧聪网 2006 年 11 月 23 日 9 时 59 分1、钢纤维 使用低碳钢以及采取超声波切削法生产出的钢纤 维含油量低、表面活性好、价格便宜，因此在半金 属基摩擦材料中得到广泛应用。钢纤维最显著的特 点是导热性能好。钢纤维以其高导热性能使局部表 面热量迅速扩散至内部，从而降低摩擦表面温度， 避免表面温度过高，防止树脂基体团热分解而导致 材料磨损加剧，延长了制品的使用寿命。但钢纤维 制成的摩擦材料质量大，容易锈蚀。用这种材料制 成的离合器面片

13、锈蚀后导致粘连，影响换档分离， 并导致传动振动和抖动2。研究表明，加入一定量的锌粉和氧化钙等可以增强材料的防锈性能，而对摩擦性能无明显影响；钢纤维和矿物纤维及有机纤维混杂使用可以进一步降低材料的密度及改善制动噪声2。目前，钢纤维增强摩擦材料在我国多种汽车上进行了应用，反映较好。2、玻璃纤维玻璃纤维作为代用增强纤维的研究时间较长，产品质量比较稳定，产量较大，价格也相对比较便宜。玻璃纤维属于无机硅酸盐纤维，因而热稳定性较好。其表面处理工艺也得到了广泛的研究，研制出多种偶联剂，与树脂亲和性较好，因此在增强纤维摩擦材料中得到了一定的应用。 据国外报道，玻璃纤维增强的摩擦材料，其摩擦磨损性能良好3，但玻

14、璃纤维增强材料对载荷、滑动速度及制动温度等固素反应较敏感。在重载房速及高温下，摩擦系数变化明显，不稳定4。玻璃纤维用作摩擦材料的增强纤维有一定的要求。玻璃纤维应较柔软，而含 1530 氯化钾的玻璃纤维可使莫氏强度下降，使玻璃纤维变软，认为 e 玻璃纤维可以使用1。虽然说玻璃纤维能够运用在摩擦材料的增强材料中，但玻璃纤维有不足之处。硬度过高，磨损比石棉增强材料大；当温度超过 800时易形成玻璃珠，而玻璃珠莫氏硬度更高，材料磨损量会进一步增加；玻璃纤维增强材料的摩擦系数随温度有较大的变化，摩擦系数不稳定。3、碳纤维碳纤维具有高比强度、高比模量、耐热、耐磨、耐腐蚀及热膨胀系数较小等许多优点。碳纤维增

15、强基体的（cc）复合摩擦材料在航空航天工业中得到了广泛应用。碳纤维增强基体的航空刹车用复合材料具有质量轻、抗热冲击性好、摩擦系数稳定、使用寿命长等特点，是新一代的航空刹车副9、10。目前，国际上大多数军用和民用干线飞机采均用碳纤维增强基体的复合材料刹车副。 但用作一般民用的摩擦材料还存在以下障碍；碳碳复合材料制作工艺复杂成本很高， 原材料价格也较高，产量有限。现有的碳纤维一般为长纤维，而应用于摩擦材料中的增强纤维一般是 25mm 的短纤维。这一点目前较难达到。碳纤维尤其是高模量石墨纤维的表面是惰性的，与树脂的润湿性、粘附性差，所以皮制备碳纤维增强复合材料时，须对碳纤维表面进行处理， 以提高碳纤

16、维与树脂间的粘附强度。处理后碳纤维不但表面积增大，还能在表面生成活性基团（如羰基、羧基、和羟基等），通过这些基团使碳纤维与树脂基体之间产生化学键，从而提高界面强度。4、有机纤维 、芳纶（kevlar）聚 丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酯纤维等可燃点高，高温热分解不明显，因而也可用作摩擦材料的增强纤维。 有机纤维单独作为增强纤维使用时，一般都要经过表面处理，通常是把天然或合成的有机纤维放在非电解的处理液中，使纤维表面镀上薄薄一层金属1。经过表面处理的有机纤维，既具有金属纤维的优点，如导热性好，耐磨等；又具有非金属纤维的特点，如密度小，韧性好等。例如，较常用的芳纶（kevlar-49）特点是强韧性好，弹

17、性模量高，密度低，价格只相当于碳纤维的 1/3，其不足之处是由它所制成的复合材料的耐压强度及弯曲疲劳握度不太好。 研究表明，有机纤维可以提高材料摩擦性能的稳定性，明显降低磨损量， 对于降低制动噪声也有明显作用。但有机纤维在摩擦材料中的应用还存在价格、表面处理、分散工艺等问题，有待进一步研究。5、矿物纤维矿物纤维取材广泛，且价格低廉，也逐步引起人们的注意。用价格便宜的矿物纤维取代石棉纤维将是摩擦材料研究的一个重要课题。矿物纤维也存在以下缺陷：一般合结晶水， 高温制动时易脱水， 材料性能不太稳定质量不稳定产品质量受产地、产时的影响较大。如果选择产量大、品位高的矿物纤维，调整摩擦材料配方后可取得较好

18、效果。ptfe 复合材料高温摩擦磨损性能研究邓联勇 范 清 彭 兵 王 勇广州机械科学研究院 广东广州 510700摘要:研究了高温条件下不同填料填充的 ptfe 复合材料的摩擦磨损性能并与常温下的摩擦磨损性能进行了比较.结果表明青铜粉纤维填充的复合材料在高温下表现出与常温相反的摩擦磨损规律碳类填充复合材料在不同温度下则表现出较为稳定的规律特种塑料改性的 ptfe 复合材料具有极好的综合性能.关键词:ptfe复合材料摩擦磨损中图分类号:th11711 文献标识码:a 文章编号:0254-015020088-098-4researchontribologicalbehaviorsofptfeco

19、mpositesathightemperaturedenglianyong fanqing pengbing wangyongguangzhoumechanicalengineeringresearchinstituteguangzhouguangdong510700chinaabstract:thetribologicalbehaviorsofptfecompositesathightemperaturewasstudiedandcomparedwiththoseatnormaltemperature.itisindicatedthatthecompositesfilledwithbronz

20、epowderorfibersshowdifferentfrictionandwearpropertiesatnormalandhightemperaturethecompositesfilledwithcarbolicfillershavestabletribologicalbehaviorwhentemperaturechanges.thecompositesfilledwithspecialplastichavebestcomprehensiveperformance.keywords:ptfecompositesfrictionandwear聚四氟乙烯ptfe是一种性能优异的固体自润滑

21、材料1-2具有极低的摩擦因数良好的化学稳定性及热稳定性广泛应用于各行各业.但纯 ptfe的硬度低耐磨性较差机械强度低在外力作用下有较大的粘弹性变形易蠕变等3-6这些缺点限制了 ptfe 的应用.为了弥补 ptfe 物理性能上的不足需要用不同填料与 ptfe 进行复合改善其硬度耐磨耗性蠕变性热传导性等从而获得综合性能良好的复合材料.目前国内外对 ptfe 复合材料的力学性能及常温摩擦磨损性能报导较多但对高温下摩擦磨损性能鲜见有报导.ptfe 的实际使用性能以及最终寿命受到很多因素的影响如产品的结构机加工精度使用的环境如压力温度介质等等.另外材料本身性能也影响最终使用性能.使用 ptfe 复合材料

22、时材料的摩擦性能耐磨性能耐压性能是材料设计时要首先考虑的因素.ptfe 虽然是耐热性的高聚物但仍会出现高温软化等高分子固有的特性使得摩擦机制较为复杂而添加填料后使得高温下的摩擦磨损性能更为复杂.常温下的摩擦磨损性能并不能完全真实地反映其高温下性能以及实际使用的性能.因此采用常温摩擦磨损实验结果与 srv 高温实验结果进行比较分析更能揭示 ptfe 复合材料不同温度下的性能差异.本文作者用炭类填料青铜粉玻璃纤维以及聚酰亚胺pi聚苯酯ekonol等对 ptfe 进行改性并模拟无油往复式压缩机工作环境研究了各种复合材料的高温摩擦磨损.1 实验与测试111 原材料及样品制备实验所用的聚四氟乙烯原料为日

23、本大金生产其它原料均为市购.实验所用的聚四氟乙烯复合材料的制备工艺为:混料压制烧结机加工砂纸打磨.实验所用的聚四氟乙烯复合材料配方见表 1.表 1 ptfe 复合材料配方table1 ptfecompositesformula编号配方1ptfepi碳类填料2ptfepi碳类填料特种纤维3ptfepiekonol4ptfe青铜粉玻璃纤维5521522523ptfe碳类填料中等填充量6ptfe碳类填料高填充量7721722ptfe青铜粉8918ptfe玻璃纤维特种纤维注:复合材料 521522523的填料含量依次增加为国外产品复合材料 721722分别为国外两家著名公司产品.112 测试仪器及测试

24、条件在每次试验前将样品及对偶表面用丙酮棉球擦洗干净并在空气中晾干.11211 mm2200 摩擦磨损测试实验所用的 mm2200 摩擦磨损实验机为宣化材料实验机厂生产.其测试条件为:摩擦副:45钢环接触方式:面接触运动方式:旋转式滑动摩擦测试速度:0142m/s测试温度:常温测试时间:60min.磨损量以试验后样品表面的磨痕宽度表征.摩擦因数按下式计算:m/fr式中:m 为摩擦力矩n mf 为载荷nr 为对磨环的半径m.磨损率按照下面公式计算5:wsv/plv14bh/3hr-r2-b2/4015式中:r 为对偶环半径mmb 为磨痕宽度mm磨痕宽度用精度为 0101mm 的读数显微镜测得v 为

25、磨损体积mm3p 为载荷nl 为滑行距离m.11212 srv 高温摩擦磨损测试实验所用的 srv2iv 型高温摩擦磨损仪为德国optimol 公司生产.其测试条件为:摩擦副:灰铁ht200接触方式:面接触运动方式:往复滑动摩擦测试压力:500n517mpa测试频率:60hz行程:1500m测试温度:180测试时间:60min.磨损量为样品表面磨损深度精确到 011m摩擦因数和磨损量均有计算机自动给出.2 结果与讨论211 常温摩擦磨损性能表 2 为各种 ptfe 复合材料的常温摩擦磨损测试结果.可以看出几乎所有填料均可大大降低 ptfe复合材料的磨损极大地提高 ptfe 复合材料的耐磨性但却

26、不同程度上使得 ptfe 复合材料的摩擦因数增大.填料的加入能提高 ptfe 的耐磨性能是因为填料的刚性大比 ptfe 更为耐磨主要是以下 3 种机制或它们共同作用的结果.1由于填料颗粒具有较高的强度和刚度填料优先承受外界负荷降低 ptfe 本体所受到的作用力起到了支持负荷的作用同时在正压力的作用下部分填料颗粒被重新嵌入 ptfe 基体中减少了 ptfe 直接磨损和从表面抽出的机会因而可以提高耐磨性能如 47复合材料.2填料在 ptfe 内部形成网络节点或网络结构对 ptfe 产生了束缚作用可以阻止 ptfe 的形变位错和分子链的运动从而提高耐磨性.如 48配方中由于纤维类填料存在对于机械混合的试样来说其中纤维的排列是杂乱无序的在 ptf