MoSi245钢在干摩擦条件下的滑动摩擦磨损性能

!""#年$月第%!卷第$期润滑与密封&’()*+,-*./0/1*/00)*/1,234!""#5674%!/64$!基金项目!国家自然科学基金项目!8"!#!"98"8"$"8"$9#&湖南省自然科学基金项目!"!W W h 8""%#&湖南省教育厅项目!"$+!9=#&湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室开放基金项目!R \W W "$"8#4收稿日期!!"":;99;!%作者简介!唐思文!9<="$#"男"硕士"主要从事复合材料强韧化及其耐磨性能的研究40>?@A 7%F A Y tG @HI E9!:4M 6?4]6PA !_$8o 钢在干摩擦条件下的滑动摩擦磨损性能!唐思文9N 张厚安9N 刘心宇!!9O 湖南科技大学机电工程学院N 湖南湘潭$99!"9&!O 桂林电子科技大学信息材料科学与工程系N 广西桂林8$9"":%%%%%%%#摘要!在])Q >8,型环>块型摩擦磨损实验机上"考察了]6PA !与调质$8o钢配对时的摩擦磨损特性(运用R h R h !=""型扫描电子显微镜"观察和分析了其磨损表面形貌"探讨了该材料的磨损机制(结果表明%在B &为!=$4<://?/F ;9时"]6PA !与调质$8o 钢对摩时具有较低的摩擦因数和磨损率(在载荷和转速两影响因素中"转速的影响较大"低转速时]6PA !的磨损机制为粘着"且随着载荷的增加"出现粘着膜脱落&高转速时]6PA !材料表面粘着较低速时减弱(关键词!二硅化钼&$8o 调质钢&滑动摩擦&摩擦磨损性能中图分类号!-19$=&-Q 99#49N 文献标识码!,N 文章编号!"!8$;"98"!!""##%%%%%%%$;9"!;!C %:(&)6)#L I %)*$)"#4#6E14%!04%4*$1%)-$)*-"’F"()!4L4)#-$$8_51#*0164#6D 12.1%16($11&4(#$1)G 0#9N +,(#$:"&(#9N *)&-)#5&!!9O PM J6676T 07L M G 36]L M J@HA M @70HI A HL L 3A HI "Q KH@H ’HA U L 3F A G C 6T PM A L HM L @HB -L M JH676I C "p A @HI G @H Q KH@H $99!"9"+JA H@&!O ^L 2@3G ?L HG 6T 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钢摩擦副的摩擦因数变化较大(B &值为=949!//?/F ;9时"摩擦因数最小"B &值为<948!//?/F ;9时"摩擦因数最大(表9N]6PA !_$8o 钢摩擦副在不同条件下的摩擦磨损性能B &值_!//?/F;9#载荷B _/速度&_!?/F ;9#]6PA !摩擦因数%磨损率_!?I /?A H ;9#$"48:#="48!"4!<"4$%!=949!#=94"$"49!"4##8<948!9#:"48!"4:="4=9%9$!4$=!#$"48!"488"4<<99=%4"$9#:94"$"4%#"4$==!=$4<:!#$94"$"4!:"4%#$!4!N 磨损率NN 图9N 磨损率随时间的变化曲线不同B &值条件下]6PA !材料的磨损率随时间变化的曲线如图9所示(可见随着摩擦行程的增加"摩擦副经历了跑合期’过渡期和稳定期%个阶段"B &值越大"达到稳定期所需时间越短(从图9中可以看出"对摩=J 后"]6PA !材料的磨损率随B&值增大先增大后减小"当B &值为9$!4$=//?/F ;9时达到峰值"其值为"4<<9?I /?A H ;9&当B &值为!=$4<://?/F ;9时最低"为"4%#$?I /?A H ;9(%N 分析与讨论图!示出了]6PA !材料与$8o钢对摩后的磨损表面形貌(可以看出"当B &值较小!$"48://?/F ;9#时"]6PA !材料的表面存在明显粘着迹象!图!!@##(可见"较硬的]6PA !材料微凸体在摩擦过程中对较软的$8o 钢表面产生犁削作用并导致其表面层材料脱落"脱落的磨屑在摩擦所产生的热和一定的载荷作用下"粘附于]6PA !材料表面"形成粘着迹象&粘着现象的存在使此时的磨损率不大(随着B &值的增大"在B &值为=949!//?/F ;9时"]6PA !材料磨损表面呈现抛光迹象"粘着迹象减弱!如图!!S #所示#"此时摩擦因数减小"磨损率增加(当B &值为<948!//?/F ;9时"]6PA !磨损表面粘着加剧"并出现白色剥落层!如图!!M#所示#"其原因在于在高B &值条件下"摩擦副之间的摩擦生热显著增加"摩擦副接触表面的瞬时高温导致偶件$8o 钢剪切强度显著降低"局部接触峰顶发生焊合和转移"引起较重的粘着"形成粘着膜&同时由于B &值的增加"摩擦副之间的应力增加"粘着膜在应力反复作用下"局部发生脱落(较重的粘着和材料的局部脱落是摩擦因数和磨损率增大的原因(当B &值继续增大至9$!4$=//?/F ;9时"在发生粘着和剥落的同时"也出现B &值为=949!//?/F;9时的抛光迹象"摩擦因数减小"磨损率增加(当B &值增大至!=$4<://?/F ;9时"]6PA !的表面粗糙度明显比前面的任一状态下的低"且存在着粘着磨损的现象(图!N]6PA !与$8o钢对摩时的磨损形貌P0]照片同时"也注意到"图!!@#"!M #"!B #为转速为"48!?_F 时"]6PA !材料的磨损表面"!下转第9"#页"@M N !""#年第$期唐思文等%]6PA !_$8o钢在干摩擦条件下的滑动摩擦磨损性能度!%""d#下"其它成分保持不变时"填料基本上不烧失"即使其含量增加到$"‘以上"对烧失率的+贡献,依然很低&在:""d时"与%""d时相比"填料烧失率相对多了些"但是相对其它组分"其烧失率仍然是较低的"因此"填料有助于耐热性能的提高(!4$N试样配方的烧失率预测试验中如需预测某个配方的性能"只需将该配方数据代入回归方程"通过计算得知其性能"此方法亦可用于验证该均匀设计优化配方的准确性(由于回归方程!9#和!!#经检验是显著的"因此可以应用它们进行性能预测(对9!o试样进行预测"得到其烧失率预测值为%%""d时为=4=8:‘":""d时为9<4<"8‘"相对误差分别为;#4<$‘及;=4$=‘(预测值与实测值相差不是很大"也从另一个方面说明得到的多元线性回归方程是可检验的"可以用来预测不同配方材料的烧失率(%N结论!9#利用均匀配方设计法"设计和拟合了X9!!9!$c%c$!#均匀设计表"确定#个自变量以及在自变量范围内的9!个水平的配方试验方案( !!#利用多元线性回归方程式"分析了配方各组分对性能的影响"结果表明%烧失量主要与材料的配方"特别是与胶乳含量和所用纤维的耐热性能密切相关(其中纤维素纤维及芳纶浆粕对烧失率的影响较大"随着它们的增加"烧失率增加很快&矿物棉纤维是一种良好的耐温材料"即使在高温下其烧失率依然较低&填料有助于耐热性能的提高(!%#利用得到的回归方程"对试样的配方进行了预测"得出回归方程的预测值与实测值相差不是很大"说明得到的回归方程可以用来预测配方的性能(参考文献-9./A D67@KF(L M DL3"W K3I L H(L3I L3"’73A M J(67?>,KB63T T O,F> SL F G6F L X26F K3L@HB?@7A I H@HG7C?2J6?@F>@3L U A L Y6T G JL L2A> BL?A676I A M@77A G L3@G K3L)W*O*HG,3M J.M M K20HU A36H Q L@7G J"!""9"#$%$8<;$:<O-!.W6HL F Z\"PL G J(O)L27@M A HI@F SL F G6F F G L@?2@G J I@F DL G F )W*Om6Y L30HI A HL L3A HI"9<<!"<:!%#%$%;$8O-%.刘美红"蔡仁良"谢苏江O无石棉胶乳抄取密封材料的配方研究)W*O橡胶工业"!""$"89!!#%=%;=:O&A K]L A J6HI"+@A)L H7A@HI"p A LPKV A@HI O-JL\63?K7@G A6H)L F L@3M J6T/6H>@F SL F G6F1@F DL G]@G L3A@7F SC(L@G L3>@BBA G A6Hm36M L F F)W*O+JA H@)KSSL3*HBKF G3C"!""$"89!!#%=%;=:O-$.&A K]L A J6HI"&A s JL HJK@"s J6K)6HI"L G@7OPG KBC6H G JL ,F F63G L B/6H>,F SL F G6F\A SL3)L A HT63M L+6?26F A G LSC(L@G L3> @BBA G A6H m36M L F F)W*O]@G L3A@7FPM A L HM L\63K?"!""8"$#8_$#<%9"89;9"8$O-8.刘美红"黎振华"蔡仁良O无石棉胶乳抄取密封材料的悬浮液稳定性研究)W*O机械工程材料"!""8"!<!9!#%#;<O&A K]L A J6HI"&A s JL HJK@"+@A)L H7A@HI O)L F L@3M J6H PKF2L H> BL B m K721F PG@SA7A G C6T/6H>@F SL F G6F1@F DL G]@G L3A@7F A H(L@G> L3>@BBA G A6H m36M L F F)W*O]@G L3A@7T63]L M J@HA M@70HI A HL L3>A HI"!""8"!<!9!#%#;<O-:.方开泰O均匀设计与均匀设计表)]*O北京%科学出版社"9<<$O!上接第9"%页"图!!S#"!L#"!T#为转速为94"!?_F时"]6PA!材料的磨损表面(可以看出"低转速时]6PA!材料表面发生了严重的粘着"且随着载荷的增加"出现粘着膜脱落的现象"因此磨损率较高(高转速时]6PA!材料表面粘着较低速时减弱"抛光现象明显"在重载时]6PA!表面出现疲劳裂纹( $N结论!9#在B&为!=$4<://?/F;9时"]6PA!与调质$8o钢对摩时具有较低的摩擦因数和磨损率(!!#]6PA!与调质$8o钢对摩时"其主要的磨损机制为粘着"并伴有疲劳断裂(!%#在载荷和转速的影响因素中"转速的影响较大"低转速时]6PA!材料表面发生了严重的粘着"且随着载荷的增加"出现粘着膜脱落的现象"磨损率较高(高转速时]6PA!材料表面粘着较低速时减弱"在重载时]6PA!表面出现疲劳裂纹(参考文献-9.张嗣伟O关于我国摩擦学发展方向的探讨)W*O摩擦学学报"!""9"!9!8#%%!9;%!%Os Q,/1PA Y L A O,H,2236@M J G6G JL^L U L762A HI Z@C F6T-3A S67> 6I C A H+JA H@)W*O-3A S676I C"!""9"!9!8#%%!9;%!%O-!.s J@HIQ6K@H"&6HI+JKHI K@HI"+JL H m A HI OPC HG JL F A F@HB2362L3G A L F6T]6PA!@776C L B Y A G J@7K?A HK?)W*O*HG L3W)L T3@ ]L G@7rQ@3B]@G L3"!""%"!9%#8;#<O-%.m@U67Q U A i B6F]A M J@7"(L F G L3M A"(L@G@(@776D6U@O+3L L2SL>J@U A6K36T]6PA!>PA+@HB]6PA!>Q T.!)W*O]@G L3&L G"!""9"89%$=8;$=<O-$.吕晋军"王静波"杨生荣"等O]6PA!及其复合材料摩擦学性能研究)W*O摩擦学学报"!""%"!%!8#%%:9;%::O&’W A HV KH"Z,/1W A HI S6"h,/1PJL HI36HI"L G@7O-3A S6>76I M A@7m362L3G A L F6T]6PA!@HB A G F+6?26F A G L F)W*O-3A S676I C"!""%"!%!8#%%:9;%::O-8.陈平"张厚安"唐果宁"等O干摩擦条件下]6PA!_$8钢摩擦磨损性能的研究)W*O湘潭矿业学院学报"!""!"9#!9#%$#;$<O+Q0/m A HI"s Q,/1Q6K@H"-,/11K6HA HI"L G@7O^3C T3A M>G A6H@HB Y L@32362L3G A L F6T A HG L3?L G@77A M F]6PA!@I@A HF G$8F G L L7 )W*OW6K3H@76T p A@HI G@H]A HA HI*HF G A G KG L"!""!"9#!9#%$#;$<OG M N!""#年第$期刘美红等%无石棉胶乳抄取密封纸的均匀配方设计及烧失率研究。