摩擦材料的评定及其测试方法介绍

第二章摩擦材料的评定与测试方法

2.1摩擦磨损试验方法分类

赫鲁晓夫：根据模拟条件接近使用条件的程度将磨损试验方法分为五类：使用观察试验，模拟机器使用条件的专门试验，模拟给定载荷的专门试验，模拟使用条件的实验室试样试验，试验室给定条件的试样试验。

不统一，不一致扎伊切夫：将磨损试验方法分为七类：工厂车间检验产品相对耐磨性的试验，减摩材料和轴的磨损试验，滚轮、凸轮、偏心轮以及钢轨和轮箍磨损试验，滚动轴承磨损试验，磨料磨损试验，腐蚀磨损试验。洛列茨：根据研究磨损的目的将磨损试验分三类：研究性的、使用性的和检查性的磨损试验方法。克拉格利斯基：将磨损试验方法分为三类：使用试验、零件试验和试样试验。根据试验条件和目的将摩擦磨损试验作如下分类：使用运转磨损试验实验室磨损试验磨损试验试样磨损试验台架磨损试验应用性的研究性的应用性的检查性的使用运转条件下的磨损试验：

优点：真实性和可靠性最强

缺点：试验周期长检测困难，精确度低运转条件不固定，使得磨损数据的重现性和可比性差，无法研究磨损规律。无法研究某一因素或几个因素的影响统计工作量大试验所需人力、财力较大。实验室磨损试验：

是在实验室试验条件下模拟使用运转条件下的磨损。优点：试验周期短不需要整机试验，可以试验部件或零件影响试验的因素易控制和选择，试验数据的重现性、可比性和规律性强，易于分析对比试验费用低由于试验时间短，费用低等原因，可以重复地对大量试样或零件进行磨损试验缺点：需要精心地设计模拟，否则试验数据的应用性差

实验室磨损试验分类试样磨损试验研究性的磨损试验应用性的磨损试验台架试验应用性的台架试验检验性台架试验试验研究解决生产任务时，一般必须经过三个阶段：1）在实验室进行试样磨损试验研究，初选研究参数；

2）在试验台架上进行零件磨损试验研究，精选或初校研究参数；

3）进行使用运转磨损试验，校验和选择最佳的研究参数。根据问题的复杂程度和模拟试验的正确程度，在一般情况下可以①③或②③阶段结合使用，在个别情况下，如模拟试验已经过使用试验的考验，可以①或②阶段单独使用；如使用条件简单，可以③阶段单独使用。2.2实验室摩擦试验的模拟如何模拟磨损试验?两种意见：实验室模拟磨损试验必须使试验的所有条件接近于机器零件实际使用运转条件，但是这样的模拟要求是不合理的，必然导致取消在实验室进行磨损试验的可能性。实验室模拟磨损试验必须使磨损试验获得的磨损形式与使用运转条件下的磨损形式一致，而实验室试样运转试验条件与使用零件运转条件接近毫无必要。实验室条件下如何模拟机器零件使用运转条件下的摩擦是十分复杂的问题，因为摩擦、磨损现象很复杂，影响的因素也很多，稍许改变其中某一影响因素，可能导致磨损量成倍地、几十倍地甚至上千倍地变化。3.3摩擦形式与条件材料的磨损特征与材料的强度和硬度不同，它不是材料所固有的特性，而是系统的特性。磨损的实验影响因素

滑动速度61001000434100472515610.060.120.180.360.600.902.405.00磨损率，毫克/（公里·厘米2）滑移速度，米/秒图6-1滑移速度对磨损影响1－正火У8钢（吹干燥空气）；2－正火碳钢（0.64%C）；3－У8钢（不吹空气）；克力∣齐伯力效应（1）滑移速度对磨损量和磨损形式有很大的影响，可以使磨损从一种形式变为另一种形式。（2）滑移速度对磨损的影响与其它参数如摩擦副材料，压力等等有关，其它参数不同，滑移速度对磨损的影响也就不同。载荷1）载荷对磨损量和磨损形式有很大影响，可以使磨损从一种形式转变为另一种形式；2）载荷对磨损的影响与其它参数如摩擦副材料，速度等等有关，其它参数不同，载荷对磨损的影响也就不同。煤油润滑P＝10公斤汽车润滑油润滑P＝10公斤磨损，×108毫米/米压力，公斤/厘米2图6-5a磨损（铸铁）与压力的关系临界压力点环境气氛同一材料在不同环境气氛中摩擦，其磨损率及其随速度和压力变化而变化的规律不同，且相差很大，同时其磨损形式可能不同，磨损形式转变的参数也不同。

磨损率，（克/厘米2）/106厘米压力，公斤/厘米2图6-11软钢对硬铬钢在各种介质中的磨损Ⅰ－一般大气中，湿度4克/米3；Ⅱ－氮气中；Ⅲ－氧气中；Ⅳ－空气中，压力：3毫米汞柱。时间磨损时间（或摩擦行程）图6-12磨损与时间的关系曲线跑合期正常工作期试样尺寸

摩擦副的动件和静件的相对运动的面积之比称之为重叠系数，试样尺寸的变化会影响到重叠系数的变化，影响其磨损特性的变化。（1）摩土擦副的饲尺寸对役磨损有次很大影掀响，随便着摩擦组条件和伞摩擦副制尺寸的夺变化，璃磨损值阀在很大做范围内剩变化。（2）纠摩擦副据尺寸不牲仅影响革磨损值纤，而且才还影响虚磨损形物式，使脆磨损从妇一种形眯式转变畏为另一某种形式志。（3）磨沸损形式转房诚变临界点栏随摩擦副盲尺寸变化床而变化，陪摩擦副尺河寸增大，阴临界点相摊应的滑动圣速度降低廉。（4）猪磨损量头和磨损闸形式与拐摩擦副煤尺寸的寒关系还枪与摩擦绑副材料列有关。温度（1）温算度对磨损现值和磨损稀形式有很抽大影响。额可使磨损卸从一种形周式转变为恢另一种形峡式。（2）唉滑动速晴度对磨扫损的影死响实际蔑上是温慎度对磨唱损的影授响。（3）偶温度对同磨损的逃影响与机其它参量数如介究质、摩质擦副材录料等有遗关。摩擦摩擦时胶产生磨接损，磨膝损与摩宁擦过程矩的摩擦葬力似乎段有相应南关系，丛但有时芝有定性聚关系，专有时却糠没有定恰性关系顺。研究表明捷：磨损随蠢滑移速度箱的增大而弟减少的速摧度比摩擦货系数随滑躲移速度的我增大而减林少的速度紫快得多。总结：从上述讨酸论可以看偿出，影响矩磨损形式尊的因素很迎多，而且浮这些因素厕之间又是催互相影响罪的，但是狮，其中最室主要的因极素可能有寸两个：（1）砖温度规朝范（表晶面温度修和温度炕梯度）托。它影渠响分子博相互作所用的特闲性；（2）妙粗糙相旷互作用柱深度，裙它影响抖机械相程互作用度特性。雄因为摩春擦副尺劝寸、速丘度、压砌力等的座影响也斯可归纳蛮为温度橡和粗糙耐相互作换用深度裹的影响车。显然泳，这两航主要影拖响因素梦在不同收摩擦条亿件下可钻能起的医作用也朝不同。蒙例如，欣严重摩阵擦条件贞下可能崇前者起鱼主导作们用。而伸在轻微锹摩擦条达件下可糕能后者羡起主导探作用。2.4型滚柱剥吸蚀试验励方法（第略）2.5享摩擦磨损特试验机根据摩擦贸副的接触挥形式和运菜动方式分眉为六类示史意如下：Ⅰ、端面划滑动摩擦延；Ⅱ、球面盛滑动摩擦丸；Ⅲ、母线到滑动摩擦弟；Ⅳ、往辩复滑动艘摩擦；Ⅴ、滚动翻摩擦；Ⅵ、与软磨料摩墙擦。2.6研角究真实接壮触表面的李方法2.6.啦1接触电于阻法测量接拘触电阻叠已用于抵两方面富的研究蔑：其一亭是通过鸡测量于备接触金夫属副之比间的电团阻，来债测量其歇真实接每触面积歌。电阻至法的另皇一用途绳是研究努流体润魔滑，例沫如，把庭电阻作东为流体兴动力润久滑程度脱的定性复指标，扎完全流板体润滑逢时电阻夏应该是极无穷大如，而发劲生大面便积金属脚接触时待电阻应椅该是零锯。2.6.动2光学法光学法的择原理是光某通过玻璃抚与粗糙表愧面之间的本接触区时晓无反射，浓而通过其丈间的空气域隙时却产馒生反射。节该方法的牺优点是可穷以直接观颈察真实接拼触面积的激形成过程膏，且数据得很可靠，扫误差小于固±1%，皱其缺点是至测量结果壤偏高。2.6.志3放射性君同位素法赵原用放熟射线照相剂术研究真川实接触表曲面积，曾亭研究支承桨面曲线，滑粗糙度对谷支承表面杠积曲线的您影响，载狡荷对变形岸的影响，范粗糙度、拥硬度对变塌形的影响秋等。认为眯，放射线元照相术对吩于研究实寨际零件的另真实接触远面积是最嫩可靠和最正方便的方侮法，增加耳表面光洁结度使塑性竭变形大量败减低，但浩总变形变遗化不大，找增加硬度娱既降低一析些总变形腰，亦降低下一些塑性凤变形，材顾料副受载梁荷后，不饼仅其较软彼材料之表笑面粗糙顶按部产生变穷形，且其林很硬的材眯料之表面胀粗糙顶部牙亦产生变您形。2.7研架究磨损量效的方法2.7.症1微观方燃法研究磨摊损量的辟微观方愁法是指锡测量磨监痕尺寸祥或面积常和测量层精密刻井痕尺寸摧变化的何技术。常用的一遭种微观方亏法称为刻共痕法。即彩用专门的番金刚石在宝待磨损表求面上刻（掘打）上微沉刻（印）减痕，测量距磨损前后单刻痕尺寸鹅的变化以科确定磨损魂量。此方昼法的优点搂是：零件问经短期使洁用就能确腐定磨损量捷；精确度律高；能测娇定不同部拒位磨损的示分布；测稠量不受试碧验过程零喊件膨胀、惰收缩或变蜂形的影响坛。2.7.么2放射性浮同位素方融法放射性同俗位素测量道磨损的最窜大优点是桃灵敏度特央高(10祝-5~1娱0-6克聪)，因此颤适合于测沿量极微量腊的磨损，络其缺点是像要采取安旅全措施，灶因此多限害于实验室沫应用但近娱年来正在冬研究采用喜低能量放匆射性同位规素，可在逆不须保护柴的条件下母测量磨损盛，这样便染可走出实总验室进入便现场应用意。目前放扫射性同不位素测岸量磨损吗基本上肥是三种住方法，昼第一种粉方法是垃用放射些性计数痛器或自顿照相技辰术测量率转移的轰金属量扩；第二救种方法祝是测量栗从零件颜或试样怀上磨下盈来的磨症屑的放抹射性，附例如测伙量润滑皮油中磨商屑的放翁射性；萄第三种竟方法是泻测量零策件或试建样因磨笋损而产悟生的放漂射性下遵降。2.7活.3电祖记录方诵法用电记植录法研郑究金属嗓转移的糖分布(吼Bun欣wel音l),肝是将浸啊有适合锯的电解狠质的亚舌胶纸置慕于磨损瞒表面，弃微电源掠通过亚诵胶纸引宋起金属称离子在什明胶上田集中，狐形成对节应转移码磨损粒货分布的或图形，惕此图经班过适合炭的试剂播处理便醋变成可绝见的图浙案。2.7藏.4光疼谱方法发射光谱荡分析润滑新油曾用于膝监视压缩间机和内燃读机的磨损棵，并可同济时监视几歌个零件的谈磨损。为议了从同一流润滑油中黑同时测量踪蝶两个含有独放射性同诵位素的摩雁擦零件的才磨屑曾采及用γ一光温谱分析。左为了克服睬用放射性数同位素法洞连续测定评大型柴油迈机磨损的氧困难，曾辅在气缸套周钻一直径敌2毫米的绘孔，在运败转中抽取碎10毫升鞋左右的润膨滑油进行算光谱分析涛以求出金烧属浓度，装实验表明狠即使运转哲条件相同偶，但在某胆一时间内贫所抽取的兴油量不同课，该油量播中所分析带得到的金您属浓度值做也不稳定色，所以精辫确度不高通，但是这怪种方法比来较简单。肢所以还有宰一定的使腾用意义。2.8炉研究伟磨屑的方缠法铁谱方法放射性同焰位素照相恭术电子显微袄术粒度仪分摊析法