第27卷第3期摩擦学学报V o l27,N o3 2007年5月TRI BOLOGY M ay,2007填充聚四氟乙烯复合材料在水润滑条件下
的摩擦磨损特性研究
王强1,2,姜继海1
(1.哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001;
2.浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027)
摘要:采用M PX-200型摩擦磨损试验机研究了水润滑条件下不同含量的炭纤维、二硫化钼和三氧化二铝填充聚四氟乙烯复合材料与不锈钢配副时的摩擦磨损性能,通过方差和极差分析方法对材料的耐磨性进行研究,并利用原子力显微镜观察分析磨损表面及其磨屑形貌.结果表明:采用模压法制备填充聚四氟乙烯复合材料是可行的,在水润滑条件
下复合材料具有优良的摩擦磨损性能,其C B M oS
2B A l
2
O
3
B PTFE合适的配比为5B5B5B85或15B10B5B70.
关键词:填充聚四氟乙烯;正交设计;复合材料;水润滑;摩擦磨损特性
中图分类号:TQ327.3;TH117.3文献标识码:A文章编号:1004-0595(2007)03-0289-05
水压传动技术采用纯水作为液压系统的工作介质,具有安全、节能和不污染等优点,已在食品、医药、海洋开发和造纸等领域广泛应用[1,2],但纯水的腐蚀性强、润滑性能差.齿轮泵中的摩擦副工作在高压和高速工况下,要求材料具有较高的耐磨和耐蚀性及极限pv值,因此,研究开发具有自润滑性能的摩擦副材料是研制水压齿轮泵的关键.聚四氟乙烯(PTFE)具有极好的耐高温、耐化学腐蚀性和摩擦系数低等优异性能,但强度低、耐磨性和导热性能差,在一定程度上限制了其应用[3].
目前国内外对PTFE的研究重点集中于寻找适当的方法对其进行改性,一般采用填充改性、表面改性和共混改性等方法弥补PTFE自身的缺陷,贾均红等[4]考察了炭纤维增强聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能,发现炭纤维可以降低复合材料的磨损率,但对其在干摩擦和水润滑下的摩擦系数影响不大;周惠娣等[5]考察了金属氧化物填充聚四氟乙烯复合材料在水润滑下的摩擦磨损特性,发现金属氧化物使PTFE的摩擦系数和磨损率有不同程度增大;同时也有很多对改性后复合材料在干摩擦和油润滑条件下的研究[6~10],但应用炭纤维、二硫化钼和三氧化二铝填充聚四氟乙烯复合材料在水润滑条件下摩擦磨损特性的研究还少见报道.为此,本文作者考察了不同含量的炭纤维、M oS2及A l2O3填充PTFE复合材料与不锈钢配副时的摩擦磨损特性,以期获得适用于水压齿轮泵的摩擦副材料,为开发新型水压齿轮泵提供实验依据.
1实验部分
1.1试样制备
PTFE、炭纤维和M oS2由本溪市华日氟塑料制品厂提供,PTFE密度2.1g/c m3,粒度为0.070mm;炭纤维密度1.8g/c m3,直径7.2~7.5L m,拉伸强度为2.3GPa,弹性模量为340~360GPa;M oS2密度4.8g/c m3,粒度0.045mm;A l2O3为上海五四化学试剂有限公司产品,粒度为0.150~0.070mm.
本文不考虑制备工艺过程的因素,只考虑炭纤维、M oS2和A l2O3含量对复合材料在水润滑条件下摩擦磨损性能的影响,采用正交试验法设计复合材料中各填料的含量.正交试验设计的因素及水平见表1,各填料以体积分数计.
由于本设计属于3因素3水平,采用标准的正交表L9(34),即4因素3水平[11],按此表进行试验安排,得到具体复合材料设计方案见表2.
按表2的配方进行复合材料制备,其工艺过程为:配料y共混y压制成型y烧结y制样.其工序要
基金项目:浙江大学流体传动及控制重点实验室开放基金资助项目.
收稿日期:2006-07-19;修回日期:2006-10-15/联系姜继海,e-m ai:l jj h l xw@hope.h https://www.doczj.com/doc/872658253.html,.c n
作者简介:姜继海,男,1957年生,教授,博士生导师,目前主要从事流体传动及控制领域的研究.
表1正交试验设计的因素及水平
Tab le1Factor and leve l of the or thogonal
exp eri m en t desi gn
Levels Carbon fi ber/%M oS2/%A l2O3/%
1555
210810
3151015
表2复合材料正交设计方案
Tab l e2O rthogonal design project of co m posites
Sa m ple Carbon fi ber/%M oS2/%A l2O3/% 1555
25810
351015
410510
510815
610105
715510
815815
915105
求如下:根据试样的体积分数计算各填料质量;采用搅拌机混料10m in;在自制压力机上进行压制成型,加压至60M Pa、保压15m i n进行烧结,烧结温度为380e.
1.2性能评价
在MPX-200型盘-销摩擦磨损试验机上评价材料的摩擦磨损性能,摩擦副接触方式为环面-环面接触.不锈钢试环尺寸为<20mm@<34mm@6mm,其表面粗糙度R a为0.1L m;填充PTFE复合材料试环尺寸为<22mm@<32mm@7mm,表面粗糙度R a为0.1L m.试验条件为:在室温、常压、水润滑条件下,转速1100r/m in,载荷1000N,磨损时间5m i n.由数据采集系统采集摩擦力矩并进而计算出摩擦系数,用精度为0.1m g的电子天平称量磨损前后复合材料的质量损失,并以此评价其耐磨性.
采用D i m ension3100型原子力显微镜(AF M)对不同填料含量的复合材料的磨损表面形貌进行观察,分析各填料含量与材料耐磨性的关系,确定适合于水压齿轮泵用材料的最佳配比.
2结果与分析
2.1极差与方差分析
极差是指各水平对应的试验指标平均值的最大与最小值之差;方差分析是将总的偏差平方和分解成各因素及各交互作用的偏差平方和构造F统计量,将各因素对试验指标影响的显著性作F检验[12].通过磨损试验获得磨损量见表3.
表3摩擦磨损试验结果
T ab le3R es u lts of fric ti on and w ear test
S a mp le W earm ass l oss/m g
10.3
22.6
340.6
424.2
557.4
62.2
736.1
832.8
91.5
2.1.1极差分析
根据数理统计计算方法得到表4的极差分析
表4磨损量的极差分析
T ab l e4Range analysis of the wear loss
Levels
Average w earm ass l oss/m g
K1K2K3D Carbon fi b er14.527.9323.4613.43 M oS220.230.9014.7616.14
A l2O31.320.9643.6042.30
Note:K
i
is average w ear mass l oss of t he i leve,l D is difference be-t w een t he m ax i m al and the m i n i m um average w ear m ass loss.
注:K
i
表示第i水平各因素的试验指标平均值;D表示其平均值的最大值与最小值之差.
表[11].可见:A l2O3含量对材料耐磨性影响最大,其
表5磨损量的方差分析
Tab l e5Variance analysis of the wear loss variance Ori g i n S j f j V j F j Notab ilit y Carbon fi b er280.63835.080.793* M oS2404.60850.57 1.143**
A l2O32688.398336.057.597***
Note:S
j
is s um of square of dev i ations,f j i s d egrees of freedo m,V j i s vari ances,F j is ratio of variances.
注:S
j
为偏差平方和;f
j
为自由度;V
j
为方差;F
j
为方差之比.
次为M oS2.因此其填料的最佳配比(体积分数计)为:5%~10%炭纤维,5%~8%M oS2,5%A l2O3.
2.1.2方差分析
根据正交试验数据的方差分析理论[11],通过计算得到磨损量的方差分析结果见表5,其中F0.05(3, 2)=19.2>F3,F0.1(3,2)=2.44
290摩擦学学报第27卷
变化对磨损量影响最显著,这与极差分析结果一致.
磨损量随各因素的变化趋势如图1所示.可以看出符合要求的材料配方为:(1)炭纤维、M oS 2以及A l 2O 3的体积分数分别为5%、5%和5%;(2)
炭纤
维、M oS 2和A l 2O 3的体积分数分别为15%、10%和
5%,即对应于试样(1和9).
2.2 载荷对复合材料摩擦系数的影响
图2所示为在载荷1000N,转速1100r /m in
F i g 2 F r i ction coeffi c ient under load o f 1000N 图2 载荷1000N 时的摩擦系数曲线
下,复合材料的摩擦系数随时间变化的关系曲线.可以看出:试样(1、6和9)的摩擦系数较稳定,试样(3、5和8)的摩擦系数较高,其它试样随时间急剧
增大.说明A l 2O 3含量对复合材料的摩擦系数影响
最显著.
图3所示为在3种载荷、转速1100r/m i n 下试
F i g 3 A verage fr i c ti on coe fficient under d iffe rent l oads
图3 不同载荷下各试样的平均摩擦系数
样的平均摩擦系数.可以看出:随着载荷增加,试样
(1、6和9)的摩擦系数变化不大,试样8的摩擦系数一直保持在0.03以上,而其它试样的摩擦系数在低载荷下变化不大,而在高载荷下急剧增大,表明这
些材料适用于低载工况.
291
第3期王 强等: 填充聚四氟乙烯复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损特性研究
2.3 磨损机理分析
图4示出了几种填充PTFE 复合材料的磨损表面形貌AF M 照片.可见,试样1的磨损表面主要呈现轻微的粘着磨损,试样6
的磨损表面出现严重的
微切削,试样9的磨损表面则出现了磨粒磨损.
图5示出了上述的3种试样在1000N 、转速为1100r /m i n 下磨损表面形貌的AF M 照片.可以看
出,试样1的磨损表面出现一些微突体,但较试样9
轻微得多,试样6的磨损表面出现切削的沟槽,表明试样6经历了严重的犁削过程
.
292摩 擦 学 学 报第27卷
以上分析可知,3种填料含量均为5%的复合材料的摩擦磨损特性最佳,随着A l 2O 3含量增加,复合材料的摩擦系数急剧增大.
3 结论
a . 采用模压法制备的PTFE 复合材料具有优良的摩擦磨损性能.复合材料合理的配比中炭纤维、M oS 2、A l 2O 3的体积分数分别为5%、5%及5%.
b. 采用极差、方差分析磨损性能的结果与其表面形貌观察结果一致.
c . PTFE 复合材料适用于高速低载工况,随着载荷增加,复合材料的摩擦系数急剧增大.参考文献:
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Frication andW ear Perfor m ance of F illed PTFE Co mposite
and Stai nless Steel underW ater Lubricati on
WANG Q i n g 1,2
,JI A NG J-i ha i
1
(1.School of M echatronics Engineer i ng,H arb i n Instit ute of T echnology,H arbin 150001,Chi na ;2.State K ey Lab of F l uid Pow er T rans m ission and Control ,Zhej i an g Universit y,H angzhou 310027,China)
Abst ract :Tri b olog i c al behav ior of filled PTFE co m posite containing Carbon Fiber ,M oS 2,A l 2O 3w ith d ifferent vo-l um e percen tage w ere prepared on an MPX-200test ri g under w ater l u brication .The w orn surface w as observed and analyzed by D i m ensi o n 3100A to m ic Force m icroscopy .Resu lts sho w that car bon fi b er/M oS 2/A l 2O 3/PTFE co m pos -ite prepared by m o l d pressi n g m ethod exh i b ited exce llent fricti o n and w ear resistance under w ater l u bricati o n cond-i ti o n ,the opti m ized volum e ratio of C ar bon F i b er ,M oS 2,A l 2O 3,PTFE w as 5B 5B 5B 85or 15B 10B 5B 70.K ey w ords :filled PTFE ,orthogonal design,co m posite m a teria,l w ater lubricati o n ,frication and w ear behav i o r Aut hor :JI A NG J-i ha,i m ale ,bo r n i n 1957,Ph D.,Professor ,e -m ai:l jj h l x w@hope .hi.t edu .cn
293
第3期王 强等: 填充聚四氟乙烯复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损特性研究
聚四氟乙烯(PTFE)制品应用领域及其分类介绍 作者：东莞五耐氟塑料制品工程部来源：东莞五耐聚四氟乙烯制品厂浏览次数：98 日期：2013-04-03 17:07:14 聚四氟乙烯(PTFE)制品用途非常广泛，分类如下： 1、通用材料 各种棒、管、板膜、带、绳、盘根、垫片，及用石墨、二硫化钼、三氧化二铝、玻纤、碳纤维作为填充物，来提高纯聚四氟乙烯力学性能。 2、防腐类 聚四氟乙烯膜经过纵横双向拉伸内大量气孔，是一种新材料，将它与其他织物复合，即可制成烟尘固相防腐过滤袋或良好的防水透气、防风得暖的雨具运动服、防寒服、特种防护服和轻便帐篷，制药用空气压缩空气、各种溶剂的无菌过滤及电子工业中高纯气体的过滤。 （1）管道及配件：纯聚四氟乙烯管；聚四氟乙烯内衬管；外缠玻钢钢管；钢复合法兰 （2）化工容器内衬：聚四氟乙烯内衬釜；聚四氟乙烯内衬槽；聚四氟乙烯内衬塔； （3）热交换器 （4）波纹伸缩管 （5）阀门及泵的主要部件 （6）钢丝增强满压软管 （7）过滤材料。 3、密封类 （1）静密封：夹层垫片；坐料带；弹性密封带； （2）动密封（编制盘根、环形密封件）：V型密封体——用于轴、活塞杆、阀门；涡轮泵内密封件；聚四氟乙烯与橡胶的复合密封环；带波纹管可伸缩的机械密封。 4、承荷类 （1）填充聚四氟乙烯轴承，用于食品化工造纸、纺织机械 （2）多孔铜浸渍氟塑料金属轴承，可在高温高压干摩擦、真空条件下正常使用； （3）聚四氟乙烯纤维轴承的聚四氟乙烯纤维与玻纤或其他纤维混纺的复合织物制成的轴承内衬，用于低速高负荷； （4）填充聚四氟乙烯活塞环，导向环，机床导轨和桥梁滑块 5、绝缘类 （1）电线电缆的C级绝缘材料； （2）双水内冷汽轮发电机定子和转子引水管和热电偶的护套； （3）高频、超高频通讯设备和雷达的微波绝缘材料 4）印刷线路基板及马达、变压器（含气体变压器）绝缘材料； （5）空调、电子炉、各种加热器及六氟化硫断路器的绝缘材料 6、防粘类 （1）浆纱机热辊上的聚四氟乙烯玻璃布包覆层——可免除化学浆料形成的粘辊现象，大大提高生产速率和坯 （2）食品工业的微波干燥输送带——较之其他材料的输送带有不吸收微波能量，不粘物因之有节电、清洁优点 （3）聚乙烯袋装封口的热合套防粘材料； （4）防粘涂层——用于厨房用锅、烘面包的烤模、冷冻食品储存托盘、电熨斗托底、复印机夹辊 7、耐温类 （1）微波炉的驱动传动装置，如微波炉的连轴器、滚轮； （2）各种制冷机、空调、制氧机、压缩机的耐温配件 （3）应用于硅原料清洗后烘干时的烘箱托盘，用该材料铺垫在托盘表面可以避免硅原料与金属接触，还能起到耐高温、防酸碱的效果 8、其他类 （1）人体代用动脉、静脉血管、心脏膜； （2）内窥镜、钳导管，气管； （3）其他管、瓶、滤布等医疗器材
二硫化钼的润滑特性 摘要 二硫化钼不仅在常规环境，而且能在重载荷、高真空或低温、高速或低速、强辐射等恶劣环境里，充分发挥出低摩擦系数、高磨损寿命和润滑可靠等优点，而被广泛应用。 主题词：二硫化钼润滑特性抗报压真空润滑 1.二硫化钼的理化特性： 分子式：MoS2 分子量：16008 颜色：兰-灰到黑色 密度α/cm3:4.8-5.0(或4.85 --5.0、4.8) 熔点℃：约1500℃（或大于1800℃、1185℃） 硬度：mosh1--1.5（或knnop12--60） 显微硬度：基础面3.136×102Mpa，棱面8.82×103Mpa 表面能：基础面2.4×10-2J/M2，棱面7.0×10-1J/M2 热胀系数：10-7×10-6/K 温度稳定性：空气中-184~400℃（或-180℃~400℃400℃、399℃、450℃）。真空或惰性气体中，大于1100℃（或1200℃、1800℃）摩擦系数：约0.05--6.10（或0.04，没有气体吸附层时为0.03--0.06）承载能力，大于2.8×103Mpa(或大于3.45×103Mpa)。 化学稳定性： 氧化：干燥空气中，从417℃（750F）（或370℃、400℃、399℃、
350℃、450℃）开始氧化后。560℃后（或540℃）剧烈氧化。潮湿空气中，室温即发现有氧化，但很微弱，在湿度与酸值都很高时，氧化才变得明显。氧化产物为MoO3与So2，氧化系放热反应H=-266.7kcal/mol。 分解：真空或惰性气体里，1100℃（或1200℃、真空982~1093℃、氩气中1350~1472℃）后开始分解。分解产物为Mo与S。 能耐除王水，热而浓的盐酸、硫酸、硝酸外的任何酸，在氟、氯中可分解，但在无水HF中不分解，能与液氧相容。 能腐蚀碱金属（如Li、Na、K、Rb、Cs、Fe等）。 在水、石油制品和各种合成润滑剂中不溶解，能按任意比例混合使用。 2、二硫化钼与载荷 工件表面微观是不平整的，一旦彼此间发生滑动，真是接触仅局限于一些很小的高点上。用电阻法或其他方法估测，真实接触面还不到表观面积的万分之一。因而，即使施以很小载荷，接触点局部压强也会很大，载荷加大，会因压强过大而升温，甚至熔化。润滑目的即在于防止工件间直接接触。 油脂润滑时，当载荷过大，润滑膜会被“压破”或温度上升润滑油流失，这将导致润滑膜破裂，工建直接接触而发生黏着（熔合）磨损。 用二硫化润滑，当载荷上升时，润滑效果非旦不下降，还会提高。即使超过了钢铁屈服压强的重载荷3.45×103Mpa下，润滑依旧。
#专题综述! 填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响 陈 刚,焦明华,解 挺,俞建卫 (合肥工业大学 摩擦学研究所,合肥 230009) 摘要:聚四氟乙烯基复合材料是重要的自润滑材料,应用广泛。根据填充材料的类别不同对聚四氟乙烯基复合材料进行了合理地分类,并阐述了不同填料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响,分析和比较了不同填料的减摩抗磨机理,对于聚四氟乙烯基复合材料的科学研究和工程应用具有一定的借鉴和指导意义。 关键词:聚四氟乙烯;复合材料;填充材料;摩擦;磨损 中图分类号:T H133.31;T Q325.4;T Q327 文献标志码:B 文章编号:1000-3762(2007)10-0042-04 Effects of F illers on the Tr i bolog i ca l Properti es of Polytetrafluoroethylene Ba sed Co m posites CHEN Gang,J I A O M ing-hua,X I E Ting,Y U J ian-wei (I nstitute of Tribol ogy,Hefei University of Technol ohy,Hefei230009,China) Abstract:The polytetrafluor oethylene(PTFE)based composites,as significant self2lubricating materials,have been widely used,and they are one of the hottest research fields in poly mer composites.I n this paper,the PTFE based com2 posites were classified reas onably int o several types according t o the s orts of fillers.The effects of different fillers on the tribol ogical p r operties of PTFE composites were syste matically p resented,mean while,the anti2fricti on and anti2wear mechanis m s of different fillers were als o analyzed and compared in detail,which are good references and of great guid2 ance significance for the reseach and engineering app licati on of PTFE composites. Key words:Polytetrafluor oethylene;composite;filler;fricti on;wear 聚四氟乙烯(polytetrafluor oethylene,简称PTFE)是一种性能卓越的工程塑料,在摩擦学材料领域是应用最为广泛的高分子材料之一。PTFE 可在-200～260℃的范围内长期连续使用,并拥有良好的化学稳定性和自润滑性。然而,PTFE同时也存在着尺寸稳定性差、热导率低、耐磨损性差、硬度低等缺点[1],因此极大限制了纯PTFE的摩擦学适用范围。为拓展其应用领域,通常需对PTFE进行改性,填充PTFE基复合材料既可大大克服上述缺点,又可降低成本。 PTFE基复合材料中各种填料的作用一直是最为关注的研究内容,尽管已有多篇报道[2-3],但系统阐述摩擦学作用机理的尚不多见,鉴于此,本 收稿日期:2007-04-25;修回日期:2007-06-05 作者简介:陈 刚(1978-),男,硕士研究生,主要研究方向为自润滑复合材料及摩擦学等。 E2mail:ting_xie@https://www.doczj.com/doc/872658253.html,。文系统归纳了不同填料对PTFE基复合材料摩擦学特性的影响,同时还细致分析和比较了不同填料的减摩抗磨机理。 1 填充材料的分类 PTFE基复合材料中用于改性的填充材料十分丰富,按其不同的属性可作如下分类。 (1)按填充材料的属性划分,可分为:金属填料、无机非金属填料以及有机(聚合物)填料等。 (2)按填充材料的形态可分为:颗粒填料和纤维填料。 (3)按填料的填充方式可分为:单一填料、多种填料。 2 填充材料对PTFE基复合材料摩擦学特性的影响 2.1 金属填料的影响 由于金属具有力学强度高、线胀系数小及导 I SS N1000-3762 C N41-1148/T H 轴承 2007年10期 Bearing2007,No.10 42-45
第28卷第5期摩擦学学报Vol.28 No.5 2008年9月Tribol ogy Sep t2008干摩擦条件下铜2石墨复合材料与ZQA l924 铝青铜的磨损图研究 马文林1,2,吕晋军1 (1.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州 730000; 2.中国科学院研究生院,北京 100039) 摘要:考察了铜2石墨复合材料和商品Z QA l924铝青铜材料在干摩擦条件下的室温摩擦磨损性能,得出了两者的磨损图.结果表明:铜2石墨复合材料表现出优异的减摩性能;铜2石墨材料的磨损体系可以分为轻微磨损(磨损率小于1×10-4mm3/m)、中等磨损(1×10-4～1×10-3mm3/m)和严重磨损(磨损率大于1×10-3mm3/m)3个区域,而Z QA l924铝青铜的磨损体系可分为轻微磨损、中等磨损和咬合3个区域;在载荷小于5N,滑动速度处于0.005～0.05m/s时,铜2石墨复合材料表现出比铝青铜更优异的耐磨性. 关键词:铜2石墨复合材料;铝青铜Z QA l924;磨损图 中图分类号:T H117.3文献标志码:A文章编号:100420595(2008)0520389205 以铜或铜合金为基体、石墨或二硫化钼为固体润滑相的自润滑复合材料具有低摩擦、耐磨损的特点,可在室温到400℃的温度范围内作为轴承材料以及通电条件下的电刷材料使用[122].由于石墨的加入对复合材料的力学性能影响较大,通常采用基体合金化的方法来获得足够的强度和耐磨性[3].也有采用细化石墨颗粒以提高材料的力学性能并改善其摩擦学性能的研究报道[4].近年来,铜包石墨或镍包石墨的研究也取得了一定进展[526].铜2陶瓷颗粒2石墨杂化材料的摩擦学性能,特别是高温摩擦学性能优异,这与陶瓷颗粒提高了基体的高温抗塑性变形能力有关[7].应该指出的是,铜基自润滑复合材料的摩擦学研究中针对试验条件,特别是速度对其性能影响的研究还很薄弱.主要体现在所评价的速度范围较窄,在低速(小于0.01m/s)和高速(大于2m/s)的材料摩擦学行为评价还不多见;而铜基自润滑复合材料与商品合金的摩擦学性能的比较应在宽的速度和载荷范围内进行.在摩擦过程中,除了摩擦系数和磨损率以外,材料的体相温度测量具有一定意义[8]. 基于此,本文制备出铜2石墨复合材料,在无润滑条件下,考察并比较了商品Z QA l924铝青铜和铜2石墨复合材料与Cr W Mn钢对摩时的摩擦磨损性能,比较了低速条件下2种材料的性能差异. 1 实验部分 1.1 材料 采用粉末冶金工艺制备Cu25%Graphite复合材料(质量分数,下同),所用铜粉与石墨粉粒度分别小于76μm和42μm.首先在行星式球磨机中混料8h,然后以300MPa压力冷压成型,最后在氢气炉中进行烧结,烧结温度为800℃,保温30m in后随炉冷却.用阿基米德法测出材料密度为6.90g/c m3;布氏硬度HB31.5(压头直径2.5mm,负荷62.5kg,保压时间30s);参照G B/T731422005测定出材料的压缩强度σ为235.6MPa.由于Z QA l924铝青铜(8.0%～9.0%A l,2.0%～4.0%Fe,杂质元素含量小于1.0%,其余为Cu)通常被用于制造高强度抗磨零件(如齿轮和轴套等),所以我们采用该合金作为对比材料. 1.2 摩擦磨损试验 摩擦磨损试验在瑞士CS M公司产T HT072135型高温摩擦磨损试验机上进行.采用栓2盘接触方式(见图1).栓材料选用所制备的复合材料或Z QA l92 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675216);中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室基金资助项目(0501).收稿日期:2008201210;修回日期:2008204230/联系人吕晋军,e2mail:jjlu@https://www.doczj.com/doc/872658253.html, 作者简介:吕晋军,男,1971年生,博士,研究员,目前主要从事材料摩擦学研究.
典型黑色金属磨损性能测试实验 史秋月 一、实验目的 1.了解M-2000型摩擦磨损试验机的结构，及材料进行耐磨性测试的意义； 2.掌握滑动摩擦、滚动摩擦及其在不同条件下（干式、湿式、磨粒等）的 实验方法； 3.掌握摩擦磨损性能指标的评估方法； 4.了解典型黑色金属灰铁和球铁在滑动摩擦条件下（干式）的耐磨情况。 二、实验设备 M-2000型摩擦磨损试验机，如图2-1 图2-1 三、实验材料 1.灰铁滑动摩擦试样一对，试样尺寸如附图（a） 2.球铁滑动摩擦试样一对，试样尺寸如附图（a） 四.实验原理与方法 将试样分别装在上下试样轴上，接通电源，双速电动机○1通过三角皮带○3齿12使下试样轴以200转/分（或400转/分）的速度转动；通过轮○4带动下试样轴○ 48的传递。使上试样轴○14以180转/分（或360转/ 47和齿轮○ 蜗杆轴○ 44，滑动齿轮○ 47分）的速度转动。当做滑动摩擦试验时，为使上试样轴不转动，应将滑动齿轮○ 46上。试验时，两试样间的压移至中间位置，齿轮○48必须用销子○22固定在摇摆头○ 19的作用下获得（弹簧中间是一重力传感器），负荷的增大或减少力负荷在弹簧○ 21上即可读出。也可将复合传感器接入25进行调整；负荷的数值从标尺○ 可用螺帽○ 电脑，从显示屏上读出，本实验载荷直接从显示屏上读出。试验的终止条件可由时间或总转速控制。试验结束之后根据不同的方法评估材料的耐磨情况。
五、实验内容 将加工好的滑动摩擦试样装在实验机上，在给定的条件下（干式、滑动摩擦、压力：200N、时间60min）进行试验，试验结束后将试样取下，评估耐磨性能。 根据所选取磨损试验方法的不同以及材料本质的差异，可以选择不同的耐磨性能评定方法，以期获得精确的试验数据，现简单例举下述几种方法以供参考。 1、称重法：采用试样在试验前后重量之差，本表示耐磨性能的方法，由于两试 样之间的摩擦所引起的磨损量，可以采用精度达万分之一的分析天平称量出试样试验前后重量之差非凡获得。试样在磨损前后必须严格进行去油污，烘干后再进行称量否则因残余的没污会影响试验数据的准确性。 计算可按下式进行： W=W0－W1 式中：W—试样的磨损量。 W0—试样在试验前的重量。 W1—试样在试验后的重量。 2、测量直径法：采用试样在试验前后直径的变化大小来表示耐磨性能的方法。 （1）用测微计（或其它测量仪器）测量试样试验前后的直径变化而获得。 （2）本试验机所带小滚轮○6可用来精确测量试样直径试验前后的变化。 测量方法：使用时首先将装有小滚轮○6的支架拆下来装在下试样轴轴承座的小轴（附图）上，在试验前后把试验机各开一分钟或下试样试验前后运转同样转数可得小滚轮转数N1和N2，由此通过下列计算可得到磨损量“S” 如果：D1—试样试验前的直径。 D2—试样试验后的直径。 D0小滚轮○6的直径。 N1—磨损前一分钟内小滚轮○6的转数。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的,它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。 聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。一般结晶度为90～95％，熔融温度为327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时，形成13／6螺旋；在19℃发生相变，分子稍微解开，形成15／7螺旋。 虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ／mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率（％）每小时分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2。可见，聚四氟乙烯可在260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。 力学性能它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的1／5，这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。 聚四氟乙烯在-196～260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能，全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。 耐化学腐蚀和耐候性除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，只在300℃以上稍溶于全烷烃（约0.1g／100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，所以具有优异的耐候性。 电性能聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。 耐辐射性能聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德），受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。 聚合聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。
聚四氟乙烯合成方法 ——乳液合成法 此法属自由基聚合反应。在此法中. 使用的单体为气体四氟乙烯。具体方式如下:先向一个压力容器中加入一定量的水, 然后将自由基引发剂、乳化剂、 pH 值调节剂以及一些其它必要试剂以一定的顺序加入其中, 再将气体四氟乙烯单体通入反应器发生反应, 生成聚四氟乙烯颗粒。所用的表面活性剂一般为氟化型, 而引发剂一般使用水溶性过硫酸盐:但使用水溶性过硫酸盐作为引发剂时应注意一个原则:反应温度高于 50℃时,只单独使用此引发剂可以了;当温度在 5~ 50℃之间时, 需再加入一些还原剂, 如铁盐、硝酸盐和二硫酸钠等。此法所得的聚四氟乙烯颗粒尺寸一般较大。如 Bladel[3】合成的聚四氟乙烯颗粒尺寸在 50~150 nm 范围内, 平均粒子直径为 100 nm。因乳液合成法所获得的粒子一般是悬浮在溶液中, 此聚合过程并不是一个真正意义上的液相聚合反应, 有时把它称作悬浮聚合反应。乳化聚合反应具有高转化率、高反应速率以及可获得高分子量的聚四氟乙烯颗粒的优点。 膨胀聚四氟乙烯成型工艺 膨胀聚四氟乙烯的成型分两个阶段。第一阶段将 PTFE 散树脂与润滑助剂按 一定比例混合。放置一定时间后预成型, 然后将糊膏挤压成纵向排列纤维状的预成型品经干燥去除助剂; 第二阶段在低于聚四氟乙烯熔点的温度下进行高速拉伸, 再在高于熔点的温度下对处于拉伸状态的聚四氟乙烯半成品进行热定形,即可得到膨胀聚四氟乙烯制品。其工艺流程如下: (1混料将聚四氟乙烯树脂与助挤剂按一定质量比例, 混合均匀。选用分散树脂,它有良好的成纤性,粒子问的凝聚力低,分子链受到很小的剪切作用就会沿粒子长轴方向排列, 形成线形结晶。加入助挤剂可以增加颗粒问的粘连, 降低树脂颗粒间及树脂与容器间的摩擦力,提高加工性能。助挤剂通常可用石油醚、甲苯、丙酮、煤油、石蜡等。 (2预成型将混合料压制成与推压机膜腔相同形状的坯体。
在氟塑料中，聚四氟乙烯消耗最大，用途最广，它是氟塑料中的一个重要品种。聚四氟乙烯的化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成。 产品名称：聚四氟乙烯 英文名：Polytetrafluoroethylene 别名：PTFE;铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料之王;テフロン(日语)【英文缩写为PTFE，商标名Teflon?，中文译名各地不同：大陆译为特富龙?，香港译为特氟龙?，台湾译为铁氟龙?】 分子式：[CF2CF2]n 生产方法：聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。 用途：可制成棒、板、管材、薄膜及各种异型制品，用于航天、化工、电子、机械、医药等领域。 备注： 聚四氟乙烯[PTFE,F4]是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得"塑料王"之美称。它能在任何种类化学介质长期使用，它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 具有高度的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力，如耐强酸、强碱、强氧化剂等，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，长期使用温度范围为-200-+250℃，还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响。此外，具有不沾着、不吸水、不燃烧等特点。悬浮树脂一般采用模压，烧结的办法成型加工，所制得的棒、板或其他型材还可进一步用车刨、钻、铣等机加工方法加工。棒材再经车削牵伸可制成定向薄膜。 ------------------------------------------------------ 聚四氟乙烯(PTFE)特性：
滑动电接触材料的摩擦磨损试验装置研制和摩擦磨损性能测试 摘要：研制一台环块式摩擦磨损试验装置，并用此装置对四组成分不同的二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料进行摩擦磨损性能测试。结果表明：同种成分的材料，电磨比机磨的磨 损量大；二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料的摩擦磨损性能比铜-镀铜石墨复合材料的 好，该摩擦磨损试验装置完全达到了设计要求。 关键词：摩擦磨损试验;装置研制;二硫化钼-铜-镀铜石墨复合材料;性能测试; 本次所设计的滑动电接触材料摩擦磨损试验装置，主要由拖动电机、环-块式对磨系统、加载装置、变速系统、摩擦系数测量系统和加电摩擦系统构成。 本项目的创新之处是摩擦磨损试验装置可进行不通电和通电摩擦磨损试验，以及在滑动速度、载荷、通电电流可变下进行摩擦磨损试验，另外，摩擦副之间的接触始终保持贴合状态且无振动现象、试样装取方便、装置结构简单、小巧玲珑、经济又实用。 一、摩擦磨损试验装置研制 本实验的摩擦磨损试验装置是由动力系统、变速系统、环块式摩擦磨损系统、通电摩擦 磨损系统和摩擦系数测量系统组成，试验装置图见：图1-1、1-2 1-交流电源；2-变频装置； 3-功率表；4-交流电动机； 5-对磨环与电刷；6-直流电源； 图1-1摩擦磨损试验装置示意图图1-2摩擦磨损试验装置实物图1．动力系统 摩擦磨损试验装置的动力系统由交流电源和拖动电机构成。动力系统为对磨环提供动力，使其与电刷产生滑动摩擦，并以与电动机转子相同的转速转动。 2．变速系统 摩擦磨损试验装置的变速系统由三相变频器和三相变频调速电动机构成；通过调节三相变频器的频率，改变拖动电机的转速，电动机转速n=60f，f为频率，对磨环滑动线速度V=2πr n，r 为对磨环半径；使得电动机实现无级变速，从而改变对磨环转速，以实现在不同滑动线速度下对电刷材料的摩擦磨损性能进行测试。 3 .环块式摩擦磨损系统 环块式摩擦磨损系统主要由拖动电机带着的对磨环与装电刷材料的刷握构成，为了对电刷材料进行加载还包括压力加载装置，通过旋转刷握杆后面的加力螺母，对电接触复合材料电刷进
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 二硫化钼的润滑特性 二硫化钼——天然或合成的辉钼矿，以润滑油脂及其他固体润滑剂难比拟 的优点，被誉为“固体润滑之王”而被广泛应用。作为润滑剂要必备两个条件，即材料内部具良好滑移面，材料与基材有很强的附着力。二硫化钼以S—Mo—S 的三明治式夹层相迭加。层内，S—Mo 间以极性键紧密相连。层间，S—S 间以分子键相连，范德华-伦敦力的键合力太弱，当受到很小的剪切应力 后即能断裂产生滑移。而这样的滑移面在每两个夹心层间就有一个。也就是在1μM厚的二硫化钼薄层内就有399 个良好的滑移面。二硫化钼与基材强烈粘附，这也是其他润滑剂，比如石墨也难比拟的。除此外，它还具备有许多良好的润滑特性。（1）温度适应范围宽：高温航空硅油能耐250℃高温，冷冻机油耐-45℃低温，这在润滑油脂中已属姣姣者。而二硫化钼在空气中应用，可在349℃下长期使用，或399℃下短期使用；在真空中，二硫化钼可在1093℃下工作；在氩气等惰性气体中，二硫化钼可在1427℃下工作。除能在高温下工作，二硫化钼还能在-184℃或更低温度下工作。（2）耐重负荷：在重负荷下油脂润滑膜会因变薄甚至消失而使润滑失效。但厚度仅为2.5μm的二硫化钼润滑膜在2800MPa、40m/s 的重负荷、高速度下润滑性能良好。即使负荷加大到3200MPa 超过了钢铁屈服强度，二硫化钼的润滑效能依旧存在。这是其他任何液体和固体润滑剂所难达到的。因此，全世界所产二硫化钼的大部份都被当作“极性添加剂”与油脂合用，比如市面常见的二硫化钼锂基脂、二硫化钼钙基脂、各种二硫化钼齿轮成膜膏等等。（3）耐真空：航天器在500km 以上高空飞行，太空的真空度已达1.3×10-2μPa以上：此时，油脂润滑剂的蒸发已超过它的极限蒸发率。这不仅会使润滑失效，而且挥发气体还会污染仪表和环境，在真空中连石墨润滑剂的润滑性能也会大幅度下降，而二硫化钼在真空条件下
摩擦磨损试验机结构毕业设计
摩擦磨损试验机结构设计 摘要 先进的摩擦磨损试验机及试验技术对于摩擦学研究的深入开展有着重意义。本文在对摩擦磨损试验机的发展概况、分类、特点，摩擦磨损试验的目的、试验的基本方法等进行综合分析的基础上，建立了摩擦磨损试验机的要求明细表，经过功能分析确定试验机的整体结构，从主机的结构设计、主轴回转结构、多样式装夹、气压加载结构等方面对摩擦磨损试验机结构进行设计。该试验机能实现对摩擦副的轴向加载、径向加载以及往复运动等，结构稳定符合一般实验要求。 关键词：摩擦磨损试验机；气压加载；往复运动
structural design of Friction-Wear Tester machine Abstract Advanced friction and wear tester and test technology for tribological studies have highlighted significant depth. In this paper, friction and wear testing machine on the overview of development, classification, characteristics, friction and wear test purposes, test the basic methods for comprehensive analysis based on the established requirements of friction and wear testing machine schedule, determined by functional analysis of test machines The overall structure of the structural design from the host, Spindle structure, multi-style fixture, air pressure load structure in terms of friction and wear test machine structure design. The trial function of the friction pair to achieve the axial load, radial load and the reciprocating movement, structural stability and meet the general test requirements. Keywords: Friction-Wear Tester; Pressure load; Reciprocating
聚四氟乙烯(PTFE)的性能与作用 聚四氟乙烯（英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]）,被美誉为/俗称―塑料王‖，中文商品名―铁氟龙‖、―特氟隆‖（teflon)、―特氟龙‖、―特富隆‖、―泰氟龙‖等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化，广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）。聚四氟乙烯它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。 温度-20～250℃（-4～＋482°F），允许骤冷骤热，或冷热交替操作。 压力-0.1～6.4Mpa（全负压至64kgf/cm2）（Full vacuum to 64kgf/cm2） 它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防腐图层等。各种聚四氟圈、聚四氟垫片、聚四氟盘根等广泛用于各类防腐管道法兰密封。此外，也可以用于抽丝，聚四氟乙烯纤维——氟纶（国外商品名为特氟纶）。 目前，各类聚四氟乙烯制品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁等国民经济领域中起到了举足轻重的作用。 聚四氟乙烯(PTFE)使用条件行业化工、石化、炼油、氯碱、制酸、磷肥、制药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高纯产品生产（如离子膜电解），粘稠物料输送与操作， 卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。使用优点耐高温——使用工作温度达250℃。 耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5%的伸长率。 耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。 耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。 高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。 不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。 无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。
润滑脂、防冻液 一、什么是润滑脂？ 润滑脂是将稠化剂分散在液体润滑剂中所组成的一种稳定的固体或半固体产品。在日常生产中人们习惯于把润滑脂叫成“黄油”。 润滑脂主要是由稠化剂、液体润滑油、添加剂和填料组成。 二、稠化剂的作用是什么？有哪些种类？ 稠化剂的作用是在基础油中分散和形成结构骨架，使基础油吸附并固定在结构骨架中，从而形成固体或半固体关的润滑脂。 稠化剂的种类主要有皂基稠化剂和非皂基稠化剂。 皂基稠化剂可分为三类：单皂基—以单以金属皂作为稠化剂而制成的脂，如钙基脂、钠基脂。-混合皂基—由两种或两种以上的单一金属皂同时作为稠化剂混合而制成的脂，如钙—钠基脂。?复合皂基—皂结晶或皂纤维是由两种或更的化合物共结晶而制成的，复合引起润滑脂特性改变，并以滴点升高为标志，如复合锂、复合铝基脂。 非皂基稠化剂有：烃基、无机类、有机类 三、如何判断皂基脂与非皂基脂？ 通过测定是否有明确的滴点即可区分。皂基脂有滴点，有的还有优良的抗辐射性、抗化学介质等特性。四、润滑脂的添加剂的类型有哪些？润滑油中添加剂是否都可以用于润滑月脂？ 润滑脂的添加剂分为两大类：一类是物理性能改善剂，如结构改进剂（醇、水、甘油等）；另一类是化学性能改善剂，如抗磨剂、防锈剂等。 在润滑油添加剂中，可能对润滑脂胶体结构破坏较大的添加剂不能用在润滑脂中；有的添加剂虽油溶性差，在润滑油中使用受到限制，但在润滑脂中感受性好，故可用于润滑脂中。 五、什么是填料？其作用如何？ 填料是为了增加润滑脂中的某些特殊性能而添加的固体填充物，大多数是一些有润滑作用和增稠效果的无机物粉末。大部分填料本身可作为固体润滑剂用，加入脂中可提高脂的润滑能力，在脂的润滑膜受短暂冲击负荷或高热作用下，它们可起补强作用。常用填料有：石墨、铝粉、二硫化钼、铜粉等。 六、润滑脂的主要性能有哪些？ ①流变学性能②高温性能③轴承性能④润滑性能⑤防护性能⑥低温性能。 七、润滑脂的流变学性能是如何测得的？ 流变学是研究物质在受到外力作用后变形或流动的科学。润滑脂的流变学性能取决于它的组成和结构，同时也与剪切速率、温度有关，润滑脂的流动性能主要通过脂的触变性、相似粘度、强度极限等性能来评定。 八、什么是润滑脂的触变性和强度极限？ 润脂受到剪切作用，在一定剪速下，随着剪切时间的增加，稠度下降，脂变稀；当剪切停止时，结构骨架又逐渐恢复，脂又变稠，这种由稠变稀，由稀变稠的现象称为触变性。其值大小取决于稠化剂种类、浓度和分散状态，而与基础油粘度并无直接关系。润滑脂有轻微的触变对使用是有益的。 强度极限是表示使润滑脂开始流动所需最小的剪应力。 由于脂是具有不定期的强度极限，就不会受地心引力而改变其形态自动流动，即使在密封不严的摩擦部件中也不会流失，在机械工作时能抵抗住离心的作用，不致从零件表面被甩出。 润滑脂强度极限是温度的函数，温度越高，脂的强度极限变小，温度降低，脂的强度极限变大。脂的强度极限，取决于稠化剂的种类和含量，与工艺也有关。 九、润滑脂稠度分级、牌号分类的依据是什么？ 稠度是一个与脂在润滑部位保持能力和密封性能以及脂的输送和加注有关的重要指标，其大小按针入度划分。 目前国际上通用的稠度等级是按照美国润滑脂协会（NLGI）的稠度等级划分的。将润滑脂的稠度分为九个等级：000、00、0、1、2、3、4、5、6。稠度等级用锥入度度量。
摩擦磨损测试及考核评价方式 一、磨损 1.1磨损定义 磨损是指摩擦副相对运动时，表面物质不断损失或产生残余变形的现象。表面物质运动主要包括机械运动、化学作用和热作用：(1)机械作用使摩擦表面发生物质损失及摩擦表面的物理变形；（2）化学作用使摩擦表面发生性状改变；热作用是摩擦表面发生形状改变。典型的磨损曲线通常由三部分组成，如图1.1所示。 磨 损 量 图1.1 磨损曲线示意图 磨合阶段：磨损量随时间的增加而增加。发生在初始运动阶段，由于表面存在粗糙度，微凸体接触面积小，接触应力大，磨损速度较快。 稳定磨损阶段：摩擦表面磨合后达到稳定状态磨损率保持不变。稳定磨损阶段标志磨损条件保持相对稳定，是零件整个寿命范围内的工作过程。 剧烈磨损阶段：工作条件恶化，磨损量急剧增大。该阶段内零件精度降低、间隙增大，温度升高，产生冲击、振动和噪声，最终导致零部件完全失效。 1.2磨损种类 按磨损的破坏机理，通常把磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。 （1）粘着磨损 当摩擦副相对滑动时, 由于粘着效应所形成结点发生剪切断裂，被剪切的材料或脱落成磨屑，或由一个表面迁移到另一个表面，此类磨损称为粘着磨损。粘着磨损再细分还有轻微磨损、涂抹、擦伤、划伤和咬死五种。
图1.1 粘着磨损机理 （2）磨料磨损 外来的硬料介质进入摩擦副，或摩擦副一个表面比另一个表面硬，在较硬表面上存在的微凸体，在摩擦过程中对较软表面犁沟或拉槽，引起表面材料的脱落，这种现象叫做磨料磨损。磨料磨损是一种最常见的磨损，按照磨损机理还可细分为微观切削、挤压剥落和疲劳破坏三小类。
图1.2 二体/三体磨粒磨损机理 （3）化学磨损 化学磨损是在摩擦促进作用下，摩擦副的一方或双方与中间物质或环境介质中的某些成分发生化学或电化学作用，造成表面材料损失的过程。分为氧化磨损与特殊介质腐蚀磨损两类。 图1.3 化学磨损机理 （4）疲劳磨损 摩擦接触表面在交变接触压应力作用下，材料表面因疲劳损伤而引起表面脱落的现象。疲劳磨损有两种基本类型，宏观疲劳磨损和微观疲劳磨损。宏观疲劳磨损主要是指两个相互滚动或滚动兼滑动的摩擦表面，在循环变化的接触应力作用下，材料疲劳而发生脱落的现象；微观疲劳磨损是滑动接触表面由于微凸体相互接触使材料发生疲劳而引起的机械磨损现象。此外，疲劳磨损的破坏机理又分为麻点剥落、浅层剥落、深层剥落。
聚四氟乙烯的优良特性 聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，一般称作“不粘涂层”或“易洁镬物料”； 是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易洁镬和水管内层的理想涂料。 聚四氟乙烯(PTFE) 聚四氟乙烯（英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]）,被美誉为/俗称“塑料王”，中文商品名“铁氟龙”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，除熔融金属钠和液氟外，能 耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化，广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优 异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）。聚四氟乙烯它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。 温度-20～250℃（-4～＋482°F），允许骤冷骤热，或冷热交替操作。 压力-0.1～6.4Mpa（全负压至64kgf/cm2）（Fullvacuum to 64kgf/cm2） 聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 化学性质
耐大气老化性：耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中，表面及性能保持不变。 不燃性：限氧指数在90以下。 耐酸碱性：不溶于强酸、强碱和有机溶剂。 抗氧化性：能耐强氧化剂的腐蚀。 酸碱性：呈中性。 物理性质 聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。 聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:耐高温—长期使用温度200~260度，耐低温—在-100度时仍柔软；耐腐蚀—能耐王水和一切有机溶剂；耐气候—塑料中最佳的老化寿命；高润滑—具有塑料中最小的摩擦系数（0.04）；不粘性—具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害—具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料。聚四氟乙烯材料，广泛应用 在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。产品：聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、车削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为。20世纪30年代末期发现，40年代投入工业生产。性质聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。一般结晶度为90～95％，熔融温度为327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时，形成13／6螺旋；在19℃发生相变，分子稍微解开，形成15／7螺旋。
摩擦磨损实验实验报告 汪骏飞（机自92 学号09011041） 一、实验目的 1. 摩擦系数和磨损量的测量 2. 了解和熟悉表面粗糙度测量仪、电子分析天平、多功能摩擦磨损试验机等实验仪器的 基本原理与实验步骤 二、实验仪器 1. 表面粗糙度测量仪 2. 光学显微镜 3. 电子分析天平 4. 多功能摩擦磨损试验机 三、实验内容 1. 摩擦系数的读取 2. 磨损量的测量 3. 磨损前后的表面形貌的显微观察，辨别磨损形式 四、实验步骤 1. 用丙酮在超声波中清洗钢球和圆盘，然后用脱脂棉球擦拭；最后热风吹干待用 2. 将一个清洁钢球安装在球夹具中，并固定于摩擦试验机 3. 测试试样的表面粗糙度 4. 用双面胶把圆盘固定于摩擦试验机 5. 在实验载荷和速度下，开动电动机驱动主轴旋转 6. 试验时间达到给定时间时，关掉电动机，卸去载荷取出试样，并清洗试样 7. 用光学显微镜测量球上的磨斑直径，显微镜观察圆盘的磨痕宽度和深度，取平均值 8. 清理现场 9. 撰写实验报告 五、实验参数 试样：直径9.5mm的钢球；直径30mm，高度5mm的高速工具钢涂层圆盘实验条件：载 荷5n或10n；速度0.05m/s；时间：20min；润滑方式：干摩擦实验内容： 1. 摩擦系数的读取： （1）静摩擦系数 静摩擦系数随着时间慢慢减小，一开始为最大cof=0.004 半径：radius = 8.999 mm 速度：velocity = 0 m/s 力： set force = -10 n （2）动摩擦系数的读取：半 径：radius = 8.999mm 速度：velocity = 53.05 力：set force = -10n 对12000行数据进行数学计算，发现cof在0.28附近，不妨取cof=0.28 3.磨损量的测算： （1）小钢球 磨损直径d=830.27+838.622=834.45um 已知球半径r=9.5mm求线磨损量：h=r? r2?(2=18.36mm 2d磨损体积v=πh2 r?3 =5.02 ×10?3mm3 h磨损系数： 取硅薄膜的维氏硬度为1400hv 由archard磨损公式 vh5.02×10?3×1400k===5.85×10?2 由以上数据分析知，钢球与硅薄膜之间的磨损属于 严重磨损 （2）圆盘