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填料順序對塑料摩擦磨損性能的影響
1、磨損時間的影響：
圖5-2和圖5-3所示為干摩擦條件下，接觸載荷為196N時，不同混合順序的尼龍66納米復合材料與調質鋼對磨時摩擦系數和磨損質量損失隨磨損時間變化的關系曲線。從圖5-2可以看出，所有樣品的摩擦系數的變化都經歷了兩個階段:磨合階段和穩定摩擦階段。試驗初期的摩擦系數都比較低，隨著時間的延長摩擦系數迅速增大，達到最高值后逐漸降低并趨于穩定，表明摩擦表面己經形成了穩定的轉移膜。其中PA66+ (SEBS-g-MA+organoclay)納米復合材料的摩擦系數低。從圖5-3可以看出，在給定的實驗條件下，尼龍66基納米復合材料的磨損質量損失均隨著時間的增加而逐漸增加，其中SEB S-g-MA橡膠顆粒與有機納米粘土共混后填充的尼龍66納米復合材料的磨損質量損失低。
2、接觸載荷的影響
圖5-4和圖5-5所示為干摩擦條件下，磨損時間為120min時，不同混合順序的尼龍66納米復合材料與調質鋼對磨時摩擦系數和磨損質量損失隨接觸載荷變化的關系曲線。由圖5-4可以看出，尼龍66納米復合材料的摩擦系數隨著接觸載荷的增大而先增大后減小，在98N時達到最大值，其中各載荷下PA66+(SEBS-g-MA+organoclay)納米復合材料的摩擦系數低。由圖5-5可見，尼龍66納米復合材料的磨損質量損失隨接觸載荷的增加而增加;相同載荷下，PA66+ (SEBS-g-MA+organoclay)納米復合材料的磨損質量損失低。
通過以上的分析可知，混合順序對尼龍66納米復合材料的摩擦磨損性能有重要的影響，其中SEB S-g-MA橡膠粒子與有機粘土共混后再與尼龍66粉末混合形成的PA66+ (SEBS-g-MA+organoclay)納米復合材料在室溫干滑動條件下具有好的摩擦磨損性能。
三、磨損表面形貌分析
圖5-6所示為干摩擦條件下，接觸載荷為196N，磨損時間為120min時，不同混合順序的尼龍66納米復合材料磨損表面形貌的SEM照片。
可見，PA66+SEBS-g-MA+organoclay納米復合材料的磨損表面較為粗糙且有較深的犁溝，這表明復合材料的磨損主要受對偶鋼輪上微凸尖峰的切削和犁溝作用，導致材料的劇烈切削磨損(圖5-6 ( a ) ) ; ( PA66+SEBS-g-MA+organoclay納米復合材料磨損表面的犁溝相對較淺，并且有少量的磨屑粘附在試樣表面(圖5-6 ( b ) ) ; ( PA66+organoclay ) +SEBS-g-MA納米復合材料的磨損表面出現了比較明顯的表面剝落和凹坑，從而表明在滑動過程中以粘著磨損為主(圖5-6 ( c ) ) ; PA66+ ( SEBS-g-MA+organoclay)納米復合材料的磨損表面比較平整，僅有少量較淺而平行于滑動方向的犁溝產生，此時的磨屑細小并粘附在磨損表面，同時在鋼輪表面形成了一層較均勻的轉移膜，從而降低了粗糙尖峰的微觀切削和犁溝作用，提高了復合材料的耐磨性(圖5-6 (
磨損表面形貌直接反映機械零件的磨損和疲勞等特征行為，不同磨損過程的磨損表面形貌差別很大，不同的摩擦表面狀態也會影響摩擦副的性能。因此，磨損表面形貌是判定磨損機制最直接、最主要的判據[y }2}。為了進一步準確、方便地描述磨損表面的特征，本文采用OSL3000型激光共焦顯微鏡對試樣的磨損表面進行觀察，從而獲得磨損表面的三維形貌。圖5-7為干摩擦條件下，接觸載荷為196N，磨損時間為120min時，尼龍66納米復合材料磨損表面的三維形貌圖像。可以看出，PA66+SEBS-g-MA+organoclay納米復合材料的磨損表面比較粗糙，有大量的犁溝存在，PA66+ ( SEBS-g-MA+organoclay)納米復合材料的磨損表面相對比較平整。這與掃描電鏡的觀測結果一致。
一般來說，摩擦表面的幾何特征采用形貌參數來描述，常用的表面形貌參數是表面粗糙度，表面粗糙度是反映磨損表面微觀幾何形狀的一個重要指標。因此本研究采用OSL3000型激光共焦顯微鏡對尼龍66納米復合材料的磨損表面進行了三維粗糙度評定。實驗中選取磨損表面上的一個矩形區域進行計算，從而獲得常用的表面粗糙度參數表面平均粗糙度(Ra>、均方根偏差(R護，這些參數能很好地描述磨損表面。評定結果如表5-1所示。
