摩擦磨损试验机中直接影响滑动摩擦系数因素

摩擦磨损试验机中直接影响滑动摩擦系数因素

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，必需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：

1、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最为明显，但镉与基体金属的结合力较弱，容易在摩擦时被擦掉。

2、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。

3、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极大值，随着载荷的继续增大而摩擦系数趋于稳定或减小。

4、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，越过一极大值后，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。

5、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，极少数（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，当温度超过某一极限值时，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，以保证其具有足够的制动能力。

6、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。表面粗糙度对摩擦系数的影响可定性的用图3-4曲线来描述。