什么影響摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的滑動(dòng)摩擦系數(shù)

 什么影響摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的滑動(dòng)摩擦系數(shù)

M-200A塑料摩擦磨損試驗(yàn)儀 對(duì)材料按其摩擦特性分為低摩擦系數(shù)材料和高摩擦系數(shù)材料。低摩擦系數(shù)材料又稱減摩材料或潤(rùn)滑材料，其作用是減少機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力損耗，降低機(jī)械部件磨損，延長(zhǎng)使用壽命。高摩擦系數(shù)材料又稱摩阻材料（稱為摩擦材料）。

研究摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)摩擦系數(shù)的影響因素和變化規(guī)律，是控制摩擦過(guò)程和降低摩擦損耗的一條有效途徑。

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(shí)，必須同時(shí)給出得出該數(shù)值的條件和所用的測(cè)試設(shè)備。

摩擦系數(shù)受摩擦過(guò)程各種因素的影響，其主要影響因素有如下幾個(gè)方面：

（一）表面膜對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的摩擦系數(shù)的影響

具有表面氧化膜的摩擦副，摩擦主要發(fā)生在膜層內(nèi)。對(duì)于金屬的摩擦來(lái)說(shuō)，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(guò)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地降低摩擦系數(shù)。其中以鎘對(duì)摩擦系數(shù)的影響蕞為明顯，但鎘與基體金屬的結(jié)合力較弱，容易在摩擦?xí)r被擦掉。

二）材料性質(zhì)對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的摩擦系數(shù)的影響

摩擦副的摩擦系數(shù)，隨配對(duì)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，在設(shè)計(jì)摩擦副時(shí)，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。

（三）載荷對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)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，摩擦副所表現(xiàn)出來(lái)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(shí)越過(guò)一大值，隨著載荷的繼續(xù)增大而摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定或減小。

（四）滑動(dòng)速度對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)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(dòng)速度增加而升高，越過(guò)一大值后，又隨滑動(dòng)速度的增加而減少。

滑動(dòng)速度對(duì)摩擦系數(shù)的影響，主要是它引起溫度的變化所至。滑動(dòng)速度引起的發(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(duì)溫度不敏感的材料（如石墨），摩擦系數(shù)實(shí)際上幾乎與滑動(dòng)速度無(wú)關(guān)。

（五）溫度對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的摩擦系數(shù)的影響

在摩擦過(guò)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(yàn)方法測(cè)定。

（１）對(duì)于大多數(shù)金屬摩擦副而言，其摩擦系數(shù)均隨溫度的升高而降低，少數(shù)（如金-金）的摩擦系數(shù)均隨溫度的升高而升高。

（２）對(duì)于散熱性比較差的材料，特別是由熱塑性工程塑料組成的摩擦副，開(kāi)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(guò)這個(gè)溫度范圍，摩擦副材料將喪失其工作能力。

（３）對(duì)于金屬與復(fù)合材料組成的摩擦副，其摩擦系數(shù)在一定的范圍內(nèi)受溫度的影響較小，但是，當(dāng)溫度超過(guò)某一限值時(shí)，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(duì)于制動(dòng)摩擦副，尤其應(yīng)控制在熱衰退的臨界溫度以下工作，其具有足夠的制動(dòng)能力。

（六）表面粗糙度對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)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(shí)，分子分量可以忽略不計(jì)，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(shí)，摩擦系數(shù)中的分子分量起主要作用，機(jī)械分量可以忽略不計(jì)，因此，摩擦系數(shù)隨著表面粗糙度值的減小而增大；表面粗糙度值愈小，實(shí)際接觸面積愈大，因而摩擦系數(shù)也就愈大；在一般情況下，即20μm ＜Ra＜50μm范圍內(nèi)，表面粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響不大。