各种润滑状态下的摩擦系数

摩擦系数1.各种润滑状态下/滑动轴承2.常用材料3.自润滑材料4.密封材料5.真空中6.低温下7.滚动及滚动轴承'.1.各种润滑状态下的摩擦系数材料与润滑条件摩擦系数应用实例干摩擦洁净无润滑表面0.3～0.5钢—银、皮革—木材、尼龙—钢除上述外的金属（不包括密集六方晶体结构）0.8～1.5铜—铜、黄铜—黄铜、铬—铬、密集六方晶体结构的相同金属0.35～0.65钛—钛、锌—锌硬材料对洁净的有柔软成分的二相合金0.15～0.3钢—铜铅合金、钢—巴氏合金橡胶对其他材料聚四氟乙烯对其他材料石墨对其他材料0.6～0.90.04～0.120.08～0.16-纯净表面，高真空处理的金属非金属≥3.00.4～1.0-固体润滑涂有软金属的硬金属表面0.08～0.2钢表面上涂有铅用石墨、二硫化钼或粘结剂粘结的固体润滑材料0.06～0.2-边界润滑低效润滑0.3～0.5水、汽油、非潮湿性液体润滑的金属一般润滑≤0.15～0.3精制矿物油、湿润性液体润滑和有污染的金属表面高效润滑：金属—金属、金属—非金属非金属—非金属0.05～0.10.1～0.1带有油性添加剂的矿物油、脂、良好的合成油润滑的：钢—钢、钢—尼龙尼龙—尼龙动压润滑全液体润滑油膜(速度v>3m/min)0.001～0.01-静压润滑全液体润滑油膜≤0.001-滑动轴承的摩擦系数轴承类型轴承状态摩擦系数备注滑动轴承液体摩擦0.001～0.01-半液体摩擦0.01～0.1-半干摩擦0.1～0.5-轧辊轴承层压胶木轴瓦0.004～0.006-青铜轴瓦0.07～0.1用于热轧辊青铜轴瓦0.04～0.08用于冷轧辊特殊密封的液体摩擦轴承0.003～0.005-特殊密封的半液体摩擦轴承0.005～0.01-'.'.5.真空中材料的摩擦系数摩擦副材料 摩擦系数 摩擦副材料 载荷（N ）摩擦系数 空气中 真空中 空气中 真空中 Cu Ni 0.45 1.5 Al Al 30 0.78 1.57 Cu Fe 0.51 0.75 60 0.59 0.59 W Ni 0.21 1.36 黄铜黄铜 32 0.31 0.7 W Cu 0.34 0.4164 0.39 0.6 Ta Cu 0.23 0.9 铍青铜 铍青铜 320.58 1.1 TaNi0.440.43不锈钢不锈钢-0.822.946.低温下材料的摩擦系数摩擦副材料摩擦系数 摩擦副材料 摩擦系数 液氮中 液氢中 液氮中 石墨+金属氟化物不锈钢0.18 0.22 Al Al 0.718 石墨+酚 0.04 0.06 Ti Ti 0.692 石墨(15%)+F4(85%) 0.09 0.16 W W 1.006 石墨(5)+尼龙(95%) 0.06 0.15 Fe Fe 0.841 Al 38CrMoAlA (氮化) 0.853 - Ni Ni 0.879 Ti 0.734 -MoMo0.831 W 1.068 - 聚苯乙烯 45#钢0.33～0.35 Fe 1.023 - 聚氯乙烯 0.20～0.22 Co 0.537 - 夹布胶木0.31～0.34Ni 1.037 - F4 0.09～0.10 Nb 1.016 - 桦木 0.32～0.38 Mo 0.879 - 硬橡胶 0.30～0.48 38CrMoAlA0.897-石墨0.68～0.72'.。

摩擦、磨损和润滑§1 摩擦在一定的压力下，表面间摩擦阻力的大小与两表面间的摩擦状态有密切关系，不同摩擦状态下，产生摩擦的物理机理是不同的。

一、摩擦状态按摩擦状态，即表面接触情况和油膜厚度，可以将滑动摩擦分为四大类，干摩擦、边界摩擦（润滑）、液体摩擦（润滑）和混合摩擦（润滑），如图所示。

1.干摩擦两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯净金属接触时的摩擦，称为干摩擦。

在工程实际中没有真正的干摩擦，因为暴露在大气中的任何零件的表面，不仅会因氧气而形成氧化膜，且或多或少也会被润滑油所湿润或受到"污染"，这时，其摩擦系数将显著降低。

在机械设计中，通常把不出现显著润滑的摩擦，当作干摩擦处理。

2.边界摩擦两摩擦表面各附有一层极薄的边界膜，两表面仍是凸峰接触的摩擦状态称为边界摩擦。

与干摩擦相比，摩擦状态有很大改善，其摩擦和磨损程度取决于边界膜的性质、材料表面机械性能和表面形貌。

3.液体摩擦两摩擦表面完全被液体层隔开、表面凸峰不直接接触的摩擦。

此种润滑状态亦称液体润滑，摩擦是在液体内部的分子之间进行，故摩擦系数极小。

这时的摩擦规律已有了根本的变化，与干摩擦完全不同。

关于液体摩擦（液体润滑）的问题，将在滑动轴承中进一步讨论。

4.混合摩擦两表面间同时存在干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的状态称为混合摩擦。

二、干摩擦理论干摩擦理论主要有：（1）机械理论认为摩擦力是两表面凸峰的机械啮合力的总和，因而可解释为什么表面愈粗糙，摩擦力愈大；（2）和表面分子相互吸引分子-机械理论认为摩擦力是由表面凸峰间的机械啮合力F1两部分组成，因而这一理论可解释为什么当接触表面光滑时，摩擦力也会力F2很大。

但上述两种理论不能解释能量是如何被消耗的；（3）粘着理论；（4）能量理论等。

a) 结点b) 界面剪切c) 软金属剪切a) 结点b) 界面剪切c) 软金属剪切大量的试验表明，工程表面的实际接触面积约为名义接触面积的10-2～10-3，这样接触区压力很高，使材料发生塑性变形，表面污染膜遭到破坏，从而使基体金属发生粘着现象，形成冷焊结点（如图a 所示）。

半干摩擦～-:轧辊轴承层压胶木轴瓦～-青铜轴瓦～用于热轧辊青铜轴瓦～@用于冷轧辊特殊密封的液体摩擦轴承～-特殊密封的半液体摩擦轴承～-2.常用材料的摩擦系数]摩擦副材料摩擦系数摩擦副材料摩擦系数无润滑有润滑】无润滑有润滑钢钢(静) ~(静) ～铝未淬火T8钢软钢～淬火T8钢未淬火T8钢^黄铜铸铁～(静) ～～青铜-黄铜：钢青铜～～(静) 夹布胶木，-铝硅铝合金夹布胶木-&轴承合金钢纸-夹布胶木,-树脂-钢纸-硬橡胶-冰(静)-石板`-粉末冶金～(静)-绝缘物-聚四氟乙烯(静) 工程塑料聚四氟乙烯(静) -聚全氟乙丙烯…(静)聚三氟氯乙烯(静) -青铜](静) ～(静) ～木料～(静) ～-皮革硬木钢或铸铁～～橡胶软木～～铜铜-钢纸～…～未淬火的T8钢毛粘：淬火的T8钢木材木材～(静)(湿) ～(静) ～黄铜黄铜`石(静)-钢金属(干) (湿)-未淬火T8钢麻绳木材[～(静)-淬火T8钢毛织品毛织品-硬橡胶-砖砖～-玻璃|-玻璃玻璃-青铜夹布胶木-水晶水晶-钢纸--#---树脂----）-硬橡胶-----.石板-----绝缘物'-----3.自润滑材料的摩擦系数材料密度(kg/m3)硬度(HB)^抗压强度摩擦系数备注配方质量百分比粘滑试验环块试验LY12LY12渗碳钢80+2070+30>63002677静～～Cu+石墨90+106000：21119静粘着～80+20500014；65静～～70+3043001243[静～～Fe+石墨90+10470040187静-～-烧结温度900℃。

试验条件同上80+2043001772静?～-70+3039001652静～《-4.密封材料的摩擦系数密封材料润滑剂摩擦系数(与45钢套)粘度ν50（mm2/s）添加剂18℃|100℃润滑充分润滑不足润滑充分润滑不足鞣制皮革30抗氧剂—60---%铬鞣皮革30抗氧剂--氯丁橡胶30抗氧剂}-60----《13010%菜子油--特殊橡胶30抗氧剂？60---5.真空中材料的摩擦系数摩擦副材料摩擦系数摩擦副材料载荷（N）摩擦系数空气中，真空中空气中真空中Cu Ni…Al Al30Cu Fe60W Ni黄铜黄铜、32W Cu64|Ta Cu铍青铜铍青铜32￥Ta Ni不锈钢不锈钢-6.低温下材料的摩擦系数7.滚动摩擦系数滚轮材料》滚道材料滚动摩擦系数(cm)滚轮材料滚道材料滚动摩擦系数(无量纲)摩擦副材料摩擦系数摩擦副材料摩擦系数液氮中液氢中*液氮中石墨+金属氟化物不锈钢Al Al石墨+酚*Ti Ti石墨(15%)+F4(85%)、WW石墨(5)+尼龙(95%)Fe Fe (Al38CrMoAlA (氮化)-Ni NiTi ！-Mo MoW-聚苯乙烯\45#钢～Fe-聚氯乙烯～Co-夹布胶木～Ni-!F4～Nb-桦木'～Mo-硬橡胶～38CrMoAlA {-石墨～。

各种材料摩擦系数表在我们的日常生活和工业生产中，材料之间的摩擦现象无处不在。

了解不同材料之间的摩擦系数对于设计机械、优化生产流程以及提高产品性能都具有重要意义。

下面为您呈现一份较为常见的各种材料摩擦系数表，并对其中的一些关键内容进行简要介绍。

金属材料之间的摩擦系数往往受到多种因素的影响，比如表面粗糙度、载荷大小、润滑条件等。

例如，钢与钢在干燥条件下的摩擦系数约为 015 020，而在有良好润滑的情况下，摩擦系数可以降低到 005 010。

铝与铝的摩擦系数在干燥时大约是 017 019，经过润滑处理后可以降至 005 007。

塑料材料的摩擦系数也有较大的差异。

常见的聚乙烯（PE）与自身之间的摩擦系数在 020 030 之间。

聚氯乙烯（PVC）的摩擦系数相对较高，约为 040 050。

而聚四氟乙烯（PTFE），也就是我们常说的特氟龙，由于其出色的低摩擦性能，摩擦系数通常在 004 010 范围内。

在橡胶材料方面，天然橡胶与金属的摩擦系数一般在 050 080 左右。

丁腈橡胶与金属的摩擦系数约为 040 070。

橡胶材料的摩擦系数会随着其硬度和配方的不同而有所变化。

在木材与木材的接触中，摩擦系数大约在 030 050 之间。

然而，如果木材表面经过处理，如涂漆或打蜡，摩擦系数可能会有所降低。

陶瓷材料的摩擦系数也值得关注。

例如，氧化铝陶瓷与钢的摩擦系数约为 040 060。

而碳化硅陶瓷与钢的摩擦系数相对较低，大约在 020 030 之间。

玻璃与不同材料的摩擦系数也有所不同。

玻璃与钢的摩擦系数通常在 020 030 之间。

玻璃与橡胶的摩擦系数则约为 060 090。

复合材料的摩擦性能因其组成和结构的复杂性而有所不同。

例如，碳纤维增强复合材料与金属的摩擦系数会因碳纤维的含量和取向而变化。

需要注意的是，上述提到的摩擦系数只是一个大致的范围，实际的摩擦系数可能会因为具体的实验条件和材料的细微差异而有所不同。

在实际应用中，为了获得准确的摩擦系数，通常需要进行专门的摩擦学实验。

滚动轴承的摩擦系数与润滑一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.10.2各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算：M=uPd/2(M：摩擦力矩，mN.m；u：摩擦系数，表1；P：轴承负荷，N；d：轴承公称内径，mm)。

摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。

对于滑动轴承，一般u=0.01-0.02，有时也达0.1-0.2。

复合轴承摩擦系数：0.03~0.18轴承型式摩擦系数u深沟球轴承 0.0010-0.0015角接触球轴承 0.0012-0.0020调心球轴承 0.0008-0.0012圆柱滚子轴承 0.0008-0.0012满装型滚针轴承 0.0025-0.0035带保持架滚针轴承 0.0020-0.0030圆锥滚子轴承 0.0017-0.0025调心滚子轴承 0.0020-0.0025推力球轴承 0.0010-0.0015推力调心滚子轴承 0.0020-0.00254、滚动轴承润滑方式的选择滚动轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于轴承的润滑是否适当，可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。

不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴承中都能起到如下作用：（1）减少金属间的摩擦，减缓其磨损。

（2）油膜的形成增大接触面积，减小接触应力。

（3）确保滚动轴承能在高频接触应力下，长时间地正常运转，延长疲劳寿命，（4）消除摩擦热，降低轴承工作表面温度，防止烧伤。

（5）起防尘、防锈、防蚀作用。

因此，正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。

滚动轴承的润滑设计的内容主要包括：合理的润滑方法的确定，润滑剂的正确选用，润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。

滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。

摩擦系数1.滑动轴承/各种润滑状态下的摩擦系数石墨对其他材料0.08～0.16 纯净表面，高真空处理的金属非金属≥3.00.4～1.0-固体润滑涂有软金属的硬金属表面0.08～0.2 钢表面上涂有铅用石墨、二硫化钼或粘结剂粘结的固体润滑材料0.06～0.2 -边界润滑低效润滑0.3～0.5 水、汽油、非潮湿性液体润滑的金属一般润滑≤0.15～0.3精制矿物油、湿润性液体润滑和有污染的金属表面高效润滑：金属—金属、金属—非金属非金属—非金属0.05～0.10.1～0.1带有油性添加剂的矿物油、脂、良好的合成油润滑的：钢—钢、钢—尼龙尼龙—尼龙动压润滑全液体润滑油膜(速度v>3m/min) 0.001～0.01 - 静压润滑全液体润滑油膜≤0.001-2.常用材料的摩擦系数硬橡胶0.25 - 砖砖0.6～0.7 - 玻璃0.25 - 玻璃玻璃0.7 -青铜夹布胶木0.23 - 水晶水晶0.9 - 钢纸0.24 - - - - - 树脂0.21 - - - - - 硬橡胶0.36 - - - - - 石板0.33 - - - - - 绝缘物0.26 - - - - -3.自润滑材料的摩擦系数60+40 7600 22 71 0.21静0.20 0.12～0.13 0.19～0.26Cu+MoS290+10 6900 38 157 0.37静0.33 0.11～0.14 0.19～0.21 80+20 6500 39 103 0.30静0.25 0.11～0.13 0.13～0.28 70+30 6300 26 77 0.19静0.17 0.13～0.15 0.15～0.22Cu+石墨90+10 6000 21 119 0.15静0.15 粘着0.22～0.23 80+20 5000 14 65 0.17静0.17 0.17～0.18 0.23～0.26 70+30 4300 12 43 0.17静0.17 0.19～0.21 0.23～0.26Fe+石墨90+10 4700 40 187 0.18静0.17 0.14～0.15 - 烧结温度900℃。

滚动轴承的摩擦系数与润滑一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.10.2各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算：M=uPd/2(M：摩擦力矩，mN.m；u：摩擦系数，表1；P：轴承负荷，N；d：轴承公称内径，mm)。

摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。

对于滑动轴承，一般u=0.01-0.02，有时也达0.1-0.2。

复合轴承摩擦系数：0.03~0.18轴承型式摩擦系数uxx球轴承0.0010-0.0015角接触球轴承0.0012-0.0020调心球轴承0.0008-0.0012圆柱滚子轴承0.0008-0.0012满装型滚针轴承0.0025-0.0035带保持架滚针轴承0.0020-0.0030圆锥滚子轴承0.0017-0.0025调心滚子轴承0.0020-0.0025推力球轴承0.0010-0.0015推力调心滚子轴承0.0020-0.00254、滚动轴承润滑方式的选择滚动轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于轴承的润滑是否适当，可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。

不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴承中都能起到如下作用：（1）减少金属间的摩擦，减缓其磨损。

（2）油膜的形成增大接触面积，减小接触应力。

（3）确保滚动轴承能在高频接触应力下，长时间地正常运转，延长疲劳寿命，（4）消除摩擦热，降低轴承工作表面温度，防止烧伤。

（5）起防尘、防锈、防蚀作用。

因此，正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。

滚动轴承的润滑设计的内容主要包括：合理的润滑方法的确定，润滑剂的正确选用，润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。

滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。