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滑動摩擦磨損試驗機的法向載荷對摩擦系數和體積磨損率的影響

閱讀:1148        發布時間:2023-5-15

1、法向載荷對尼龍“及其復合材料摩擦系數的影響

    7-1所示為滑動速度為94.25mm/s,磨損時間為20min時,尼龍66及其復合材料的摩擦系數隨法向載荷的變化曲線。從圖中可以看出,相同載荷下,PA66/SEBS-g-MA復合材料的摩擦系數最小,純尼龍66的摩擦系數最大。尼龍66及其復合材料的摩擦系數都隨著法向載荷的增大先增大后減小,在4N時達最小值。

    在微觀上,摩擦面的接觸只有其表面的微突體間緊密接觸,摩擦面之間的實際接觸面積是全部微突體接觸面積的總和,這決定著摩擦阻力的大小。在法向載荷作用下,微突體發生變形,使摩擦面實際接觸面積增大。因此,法向載荷增大,摩擦力也隨之增大,但這種變化不呈線性關系。法向載荷的進一步增大,使得微突體變形越來越困難,摩擦面實際接觸面積增大幅度越來越小;另一方面,試驗過程中部分材料轉移到對偶件GCr 15鋼球上。試驗初期,鋼球上的粘著物很少,隨著載荷的增加,鋼球上的粘著物增多并在其表面涂抹,摩擦副接觸表面之間的滑動轉化為部分同質材料之間的滑動。雖然尼龍66材料的粘著物不易在鋼球表面形成穩定膜,且有部分脫落,但隨著法向載荷的增加,會有部分粘著物承受碾壓,呈現出由疏松粗糙至光滑密實的變化趨勢,尼龍66基體材料所受的剪切力逐漸減小,故摩擦系數隨之呈減小趨勢。

 

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2、法向載荷對尼龍“及其復合材料體積磨損率的影響

    7-2所示為滑動速度為125.66mm/s,磨損時間為20min時,尼龍66及其復合材料的體積磨損率隨法向載荷的變化曲線。從圖中可以看出,尼龍66及其復合材料的體積磨損率隨載荷的增大而減小,基本呈線性關系。這說明磨損速率的減少基本上是由載荷升高引起的。法向載荷增大時,材料承受的剪應力增大;另外,法向載荷增大時,真實接觸面積增大,粘著磨損和磨損表面塑性變形加劇,會有部分尼龍66材料的粘著物承受碾壓,呈現出由疏松粗糙至光滑密實的變化趨勢,尼龍66基體材料所受的剪切力和摩擦系數逐漸減小,故體積磨損率也逐漸減小。相同載荷下,PA66/SEBS-g-MA復合材料的體積磨損率最小。

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