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摩擦试验机材料怎么去区分
编辑:兰州中科凯华科技开发有限公司   时间:2019-01-10

材料按其摩擦特性分为低摩擦系数材料和高摩擦系数材料。低摩擦系数材料又称减摩材料或润滑材料,其作用是减少机械运动中的动力损耗,降低机械部件磨损,延长使用寿命。高摩擦系数材料又称摩阻材料(称为摩擦材料)。

研究摩擦磨损试验机摩擦系数的影响因素和变化规律,是控制摩擦过程和降低摩擦损耗的一条有效途径。

摩擦系数是摩擦副系统的综合特性,而不是材料本身的固有特性。在给出一种材料的摩擦系数时,必须同时给出得出该数值的条件和所用的测试设备。

摩擦系数受摩擦过程各种因素的影响,其主要影响因素有如下几个方面:

(一)表面膜对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

具有表面氧化膜的摩擦副,摩擦主要发生在膜层内。摩擦试验机对于金属的摩擦来说,由于表面氧化膜的塑性和机械强度比金属材料差,在摩擦过程中,膜先被破坏,金属摩擦表面不易发生粘着,使摩擦系数降低,磨损减少。

在金属摩擦表面涂覆软金属能有效地降低摩擦系数。其中以镉对摩擦系数的影响最为明显,但镉与基体金属的结合力较弱,容易在摩擦时被擦掉。

(二)材料性质对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

摩擦副的摩擦系数,随配对材料性质的不同而不同。分子或原子结构相同或相近的两种材料互溶性大,互溶性较大的材料组成摩擦副,易发生粘着,摩擦系数增高;反之,分子或原子结构差别大则互溶性小,互溶性较小的材料组成摩擦副,不易发生粘着,摩擦系数一般都比较低。

因此,在设计摩擦副时,应尽可能地选择分子结构或原子晶格差别大,互溶性小的材料组成摩擦副,以降低其摩擦系数。如果条件允许的话,应尽可能选择金属与非金属(工程塑料、复合材料等)组成摩擦副。

(三)载荷对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

载荷的大小直接影响摩擦副的接触状态,在不同的接触状态下,摩擦副所表现出来的摩擦特性也就不一样。一般情况下,摩擦系数将随载荷的增加而增大,当载荷足够大时越过一极大值,随着载荷的继续增大而摩擦系数趋于稳定或减小。

(四)滑动速度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

在一般情况下,摩擦系数随滑动速度增加而升高,越过一极大值后,又随滑动速度的增加而减少。

滑动速度对摩擦系数的影响,主要是它引起温度的变化所至。滑动速度引起的发热和温度的变化,改变了摩擦表面层的性质和接触状况,因而摩擦系数必将随之变化。对温度不敏感的材料(如石墨),摩擦系数实际上几乎与滑动速度无关。

(五)温度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

在摩擦过程中,温度的变化使摩擦副表面材料的性质发生改变,从而影响摩擦系数。摩擦系数随摩擦副工作条件的不同而变化。具体情况需用试验方法测定。

(1)对于大多数金属摩擦副而言,其摩擦系数均随温度的升高而降低,极少数(如金-金)的摩擦系数均随温度的升高而升高。

(2)对于散热性比较差的材料,特别是由热塑性工程塑料组成的摩擦副,开始摩擦系数将随着温度的升高而增大,当表面温度达到一定值,材料表面将被熔化。所以,一般工程塑料都只能在一定的温度范围内使用,超过这个温度范围,摩擦副材料将丧失其工作能力。

(3)对于金属与复合材料组成的摩擦副,其摩擦系数在一定的范围内受温度的影响较小,但是,当温度超过某一极限值时,摩擦系数将随温度的升高而显著下降。通常把这种现象称为材料的热衰退性。对于制动摩擦副,尤其应控制在热衰退的临界温度以下工作,以保证其具有足够的制动能力。

(六)表面粗糙度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

根据摩擦的分子—机械理论,当表面粗糙度值大于50μm时,分子分量可以忽略不计,因此,摩擦系数随着表面粗糙度值的减小而降低;当表面粗糙度值特别小,小于20μm时,摩擦系数中的分子分量起主要作用,机械分量可以忽略不计,因此,摩擦系数随着表面粗糙度值的减小而增大;表面粗糙度值愈小,实际接触面积愈大,因而摩擦系数也就愈大;在一般情况下,即20μm <Ra<50μm范围内,表面粗糙度对摩擦系数的影响不大。