什么影响摩擦磨损试验机的滑动摩擦系数

 什么影响摩擦磨损试验机的滑动摩擦系数

M-200A塑料摩擦磨损试验仪 对材料按其摩擦特性分为低摩擦系数材料和高摩擦系数材料。低摩擦系数材料又称减摩材料或润滑材料，其作用是减少机械运动中的动力损耗，降低机械部件磨损，延长使用寿命。高摩擦系数材料又称摩阻材料（称为摩擦材料）。

研究摩擦磨损试验机摩擦系数的影响因素和变化规律，是控制摩擦过程和降低摩擦损耗的一条有效途径。

摩擦系数是摩擦副系统的综合特性，而不是材料本身的固有特性。在给出一种材料的摩擦系数时，必须同时给出得出该数值的条件和所用的测试设备。

摩擦系数受摩擦过程各种因素的影响，其主要影响因素有如下几个方面：

（一）表面膜对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

具有表面氧化膜的摩擦副，摩擦主要发生在膜层内。对于金属的摩擦来说，由于表面氧化膜的塑性和机械强度比金属材料差，在摩擦过程中，膜先被破坏，金属摩擦表面不易发生粘着，使摩擦系数降低，磨损减少。

在金属摩擦表面涂覆软金属能有效地降低摩擦系数。其中以镉对摩擦系数的影响蕞为明显，但镉与基体金属的结合力较弱，容易在摩擦时被擦掉。

二）材料性质对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

摩擦副的摩擦系数，随配对材料性质的不同而不同。分子或原子结构相同或相近的两种材料互溶性大，互溶性较大的材料组成摩擦副，易发生粘着，摩擦系数增高；反之，分子或原子结构差别大则互溶性小，互溶性较小的材料组成摩擦副，不易发生粘着，摩擦系数一般都比较低。

因此，在设计摩擦副时，应尽可能地选择分子结构或原子晶格差别大，互溶性小的材料组成摩擦副，以降低其摩擦系数。如果条件允许的话，应尽可能选择金属与非金属(工程塑料、复合材料等)组成摩擦副。

（三）载荷对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

载荷的大小直接影响摩擦副的接触状态，在不同的接触状态下，摩擦副所表现出来的摩擦特性也就不一样。一般情况下，摩擦系数将随载荷的增加而增大，当载荷足够大时越过一大值，随着载荷的继续增大而摩擦系数趋于稳定或减小。

（四）滑动速度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

在一般情况下，摩擦系数随滑动速度增加而升高，越过一大值后，又随滑动速度的增加而减少。

滑动速度对摩擦系数的影响，主要是它引起温度的变化所至。滑动速度引起的发热和温度的变化，改变了摩擦表面层的性质和接触状况，因而摩擦系数必将随之变化。对温度不敏感的材料（如石墨），摩擦系数实际上几乎与滑动速度无关。

（五）温度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

在摩擦过程中,温度的变化使摩擦副表面材料的性质发生改变,从而影响摩擦系数。摩擦系数随摩擦副工作条件的不同而变化。具体情况需用试验方法测定。

（１）对于大多数金属摩擦副而言，其摩擦系数均随温度的升高而降低，少数（如金-金）的摩擦系数均随温度的升高而升高。

（２）对于散热性比较差的材料，特别是由热塑性工程塑料组成的摩擦副，开始摩擦系数将随着温度的升高而增大，当表面温度达到一定值，材料表面将被熔化。所以,一般工程塑料都只能在一定的温度范围内使用，超过这个温度范围，摩擦副材料将丧失其工作能力。

（３）对于金属与复合材料组成的摩擦副，其摩擦系数在一定的范围内受温度的影响较小，但是，当温度超过某一限值时，摩擦系数将随温度的升高而显著下降。通常把这种现象称为材料的热衰退性。对于制动摩擦副，尤其应控制在热衰退的临界温度以下工作，其具有足够的制动能力。

（六）表面粗糙度对摩擦磨损试验机的摩擦系数的影响

根据摩擦的分子—机械理论，当表面粗糙度值大于50μm时，分子分量可以忽略不计，因此，摩擦系数随着表面粗糙度值的减小而降低；当表面粗糙度值特别小，小于20μm时，摩擦系数中的分子分量起主要作用，机械分量可以忽略不计，因此，摩擦系数随着表面粗糙度值的减小而增大；表面粗糙度值愈小，实际接触面积愈大，因而摩擦系数也就愈大；在一般情况下，即20μm ＜Ra＜50μm范围内，表面粗糙度对摩擦系数的影响不大。