摩擦与润滑4
机械设计基础第二章 摩擦、磨损及润滑
化学吸附膜 中等载荷、速度和温度
化学反应膜 重载、高速和高温 三、混合摩擦（润滑） 膜厚比
(a)
hlim /( Ra1 Ra 2 )
(b)
λ越大，油膜承载比例大，，f越小
四、流体摩擦（润滑） 膜厚比λ >5 全液体摩擦
§2—2 磨损
一、典型的磨损过程 1、跑合磨损过程 在一定载荷作用下形成 一个稳定的表面粗糙度， 且在以后过程中，此粗糙 度不会继续改变，所占时 间比率较小
2、磨粒磨损
由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面 的硬质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起 表层材料脱落的现象，称为磨粒磨损。这种磨损是最常见 的一种磨损形式，应设法减轻这种磨损。 为减轻磨粒磨损，除注意满足润滑条件外，还应合理 地选择摩擦副的材料、降低表面粗糙度值以及加装防护密 封装置等。
1、润滑油 有机油、矿物油、合成油 性能指标： 1）粘度 2）油性 4）闪点和燃点 5）极压性能
3）凝点
6）氧化稳定性
2、润滑脂 钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂 性能指标： 1）针入度 3、固体润滑剂 2）滴点 3）安定性
石墨、二硫化钼、氮化硼 、蜡、 聚氟乙烯、 酚醛树脂
4、润滑剂的添加 二、粘性定律与润滑油的粘度
合理地选择材料及材料的硬度(硬度高则抗疲劳磨 损能力强)，选择粘度高的润滑油，加入极压添加剂或 MoS2及减小摩擦面的粗糙度值等，可以提高抗疲劳磨 损的能力。
8
2018/11/12 机械设计基础
4、腐蚀磨损
在摩擦过程中，摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应而 产生物质损失的现象，称为腐蚀磨损。腐蚀磨损可分为氧化 磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀磨损等。腐蚀也可以在没有 摩擦的条件下形成，这种情况常发生于钢铁类零件，如化工 管道、泵类零件、柴油机缸套等。
摩擦、磨损与润滑概述
1、摩擦是引起能量损耗的主要原因。
2、摩擦是造成材料失效和材料损耗的主要原因。
3、摩擦学：
关于摩擦、磨损与润滑的学科(Tribology)
4、润滑是减小摩擦和磨损的最有效的手段。
§4-2 摩 擦
一、摩擦的概念：
正压力作用下，相互接触的两物体受切向外力的影 响而发生相对位移，或有相对滑动的趋势时，在接触 表面上就会产生抵抗滑动的阻力－摩擦。
Ff Ar B
Ar Ari A a b
干摩擦理论：
机械理论： 摩擦力是两表面凸峰的机械啮合力的总和。
分子理论： 产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸引力作用。
分子-机械理论： 摩擦力是由两表面凸峰的机械啮合力和表
面分子相互吸引力两部分组成。
粘附理论：
阿蒙顿摩擦定律：
第一定律：摩擦力与法向载荷成正比。
R —0.4两粗糙面3.的0 综合不平混度合摩擦
3～4
流体摩擦
( 1 时，不平度凸峰为总载荷的30%)
流体摩擦：
1、定义：
当两摩擦面间的油膜厚度大到足以将两表面的不平凸峰完全 分开，这种摩擦叫液体摩擦。
2、特点：
3～4
①、油分子大都不受金属表面的吸附作用的支配，而能完全移动。
件上。润滑脂还可以用于简单的密封。
常用的润滑装置
常用润滑装置
一、间歇润滑装置
常用润滑装置
一、间歇润滑装置
常用润滑装置
二、间歇润滑装置
§4-5 流体润滑原理简介
英国的雷诺于1886年继前人观察到的流体动压现象流，体润总滑1 结出流体动压润滑理 论。20世纪50年代普遍应用电子计算机之后，线接触弹性流体动压润滑的理论开 始有所突破。
摩擦与润滑概述
润滑剂、添加剂和润滑方法 润滑剂、
一、润滑剂 动植物油、矿物油、合成油。 润滑油 ：动植物油、矿物油、合成油。 粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀； 粘度是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀；
（ 粘度的种类有很多， 粘度的种类有很多，如：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 具体说明） 动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 具体说明）
摩
三、 ４种滑动摩擦状态
摩 擦2
擦
１. 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。 ２. 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决 边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开， 于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。 ３．流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子 流体摩擦是指摩擦表面被流体膜隔开， 间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生， 间粘性阻力的摩擦。流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生，是 理想的摩擦状态。 理想的摩擦状态。
பைடு நூலகம்
摩
擦
摩 擦3
４．混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。混 混合摩擦是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。 合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时要小得多。 合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时要小得多。 边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分， 边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为不完全液体 摩擦。 摩擦。 随着科学技术的发展，关于摩擦学的研究已逐渐深入到微观研究 随着科学技术的发展， 领域，形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念， 领域，形成了微－纳米摩擦学理论，引发出许多新的概念，比如提出 了超润滑的概念等。从理论上讲，超润滑是实现摩擦系数为零的摩擦 了超润滑的概念等。从理论上讲， 状态，但在实际研究中，一般认为摩擦系数在0.001量级 或更低） 量级（ 状态，但在实际研究中，一般认为摩擦系数在0.001量级（或更低）的 摩擦状态即可认为属于超润滑。关于这方面的研究也是目前微－纳米 摩擦状态即可认为属于超润滑。关于这方面的研究也是目前微－ 摩擦学研究的一个重要方面。 摩擦学研究的一个重要方面。
摩擦、磨损和润滑
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）。
摩擦、磨损和润滑
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）。
机械设计第四章：摩擦、磨损与润滑概述
化学吸附膜（化学键）
度影响较大
反应膜:比较稳定
§4-1 摩擦
三、流体摩擦
流体摩擦：指运动副的摩擦表面被流体膜隔开（λ>3～4） 摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。 摩擦系数最小（f=0.001-0.008），无磨损产生，是理想的 摩擦状态。
四、混合摩擦
混合摩擦：摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状 态（=1～3） 。 混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时 要小得多。 边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为 不完全液体摩擦。
汽车的磨合期如同运动员在参赛前的热身运动
目的:汽车磨合也叫走合。汽车磨合期是指新车
或大修后的初驶阶段。机体各部件机能适应环境的 能力得以调整提升。新车、大修车及装用大修发动 机的汽车在初期使用阶段都要经过磨合，以便相互 配合机件的磨擦表面进行吻合加工，从而顺利过渡
到正常使用状态。汽车磨合的优劣，会对汽车寿命、
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等 用于低速 用于高速
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑办法
三、润滑方法
滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑、喷油润滑、油雾润滑等
用于低速
用于高速
浸油与飞溅润滑
喷油润滑
油脂润滑常用于运转速度较低的场合，将润滑脂涂抹于需润 滑的零件上。润滑脂还可以用于简单的密封。
思考题：
4—1 4—5 4—10 4—11
§4-1 摩擦
滑动摩擦分为：
干摩擦、边界摩擦、流体摩擦、混合摩擦
一、干摩擦 表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。通 常将未经人为润滑的摩擦状态当作“干摩擦”处理。
§4-1 摩擦
二、边界摩擦
摩擦与润滑
摩擦与润滑1、基本概念基本概念基本概念基本概念摩擦学：摩擦学（Tribology）一词是1966年才开始使用的，是研究相互作用表面发生相对运动时的有关科学、技术和实践的一门综合性科学技术，其基本内容就是研究机械中的摩擦、磨损和润滑问题。
摩擦：两个相互作用的物体在外力作用下发生相对运动时所产生的阻碍运动的阻力称为“摩擦力”，这种现象称之为“摩擦”。
磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损。
润滑：在两物体相对运动表面之间施加润滑剂，以减少接触表面间的摩擦和磨损。
2、基本原理：摩擦原理的早期认识及基本观点：答：凹凸说：1、认为摩擦的起因是一个凸凹不平的表面沿另一‘表面上的微凸物体上升所作的功，也就是说摩擦是由于表面凸凹不平而引起，即摩擦的凹凸学说。
2、库仑在解释摩擦起因时，他认为首先是接触表面凹凸不平的机械啮合力，其次是分子之间的粘附力。
虽然，他已认识到粘附在摩擦于可能起一定作用．但是次要的，粗糙表面的微凸体才是主要的。
粘附说：1、摩擦粘附说：认为摩擦力的真正原因在于接触摩擦区两表面之间的分子粘附作用。
2、表面分子吸引力理论：认为摩擦是接触表面分子间相互排斥力与相互吸引力的作用结果。
3、分子机械摩擦理论：认为机械与分子吸附是摩擦之源。
摩擦与接触面微凸体的弹塑性变形、微凸体相遇时的剪切、犁沟以及接触面分子吸引有关。
4、近代被公认的摩擦粘附理论：认为表观接触面积与真实接触面积差别很大，而且真实接触面积还会随摩擦条件而变化，两微凸体之间因存在吸附力而形成接点。
摩擦力应为剪断金属之间接点所需的力与硬金属表面微凸体在软金属表面犁沟所需力之和。
这一理论最初应用于两种金属之间的摩擦，现在，已深入到非金属等许多其他材料。
第一章表面性质与表面接触1、为什么在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好？答：液体的表面张力越小，接触角越小，固体表面就越容易被液体表面浸润。
一般认为，液体的表面张力小于固体的表面张力即可润湿固体表面，所以在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好。
金属压力加工中的摩擦与润滑
金属压力加工中的摩擦与润滑摘要:在金属压力加工的过程中，摩擦与润滑是其中比较重要的工艺因素。
对于影响摩擦的因素，润滑剂的使用机理和特点等都是需要重视和研究的问题。
本文从这些问题提出以下粗浅的想法。
关键词:金属压力加工；摩擦；润滑引言在金属压力加工中,制品与工具表面间存在相对滑动,不可避免地会产生摩擦。
为了减轻这种外摩擦的不良影响,通常需要进行工艺润滑。
事实证明:了解这种偶件之一的金属基体发生连续塑性变形条件下的摩擦与润滑的规律,无论在理论上和实践上都有着极其重要的意义。
一、金属压力加工中摩擦的特点及影响因素（一）金属压力加工中摩擦的特点金属压力加工与一般机械传动中的摩擦相比,具有以下特点:（1）界面温度高压力加工时,接触面的表层温度随着滑动速度的增大而升高且不均匀,摩擦系数随滑动速度和温度的升高而增大。
但是,当温度超过一最大值后,摩擦系数随滑动速度和温度的升高而下降。
例如,同一材料在锤上镦粗比压力机上镦粗摩擦系数小20%～25%。
（2）压力高,接触面积大压力加工时的单位压力一般为500MPa。
单位压力小时,摩擦系数与压力无关。
当压力大到某一值后,摩擦系数趋于稳定。
接触面积大小与材料种类有关。
随着接触面积增大,材料粘着系数与摩擦系数也增大。
（二）金属压力加工中摩擦的影响因素（1）变形温度在压力加工中,变形温度对摩擦的影响十分复杂、随着温度的升高,将会出现互相矛盾的两种现象:一方面,金属容易产生氧化皮,因而摩擦系数增大;另一方面,变形应力的降低又使摩擦系数减小。
而且,随着温度的变化,氧化皮的性质和厚度也发生变化。
在温度较低时,氧化皮呈脆性。
随着温度增高,氧化皮厚度增大,摩擦系数也增大。
达到一定温度时,氧化皮开始软化,摩擦系数达到峰值。
温度再升高时,氧化皮的塑性增大到一定限度,摩擦系数减小。
含碳量对摩擦的影响,主要在于氧化皮性质不同。
（2）变形速度在压力加工中,变形速度对摩擦系数的影响也很大。
变形速度增大时,摩擦系数降低。
摩擦与润滑基本知识
摩擦与润滑基本知识1.摩擦产生的原因：当接触表面粗糙度较大时，接触表面凹凸不平处相互啮合，摩擦力的主要因素表现为机械啮合；当接触表面粗糙度较小时，两接触面的分子相互吸引，摩擦力的主要因素表现为表面分子的吸引力。
2.根据物体的表面润滑程度，滑动摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、界限摩擦、半液体和半干摩擦等。
2.1干摩擦：在摩擦表面之间，完全没有润滑油和其他杂质，摩擦表面之间作相对运动时所产生的摩擦叫做干摩擦。
例如制动闸瓦与制动轮作相对运动时即产生干摩擦。
2.2液体摩擦：在两个滑动摩擦表面之间，由于充满润滑剂，因而表面不发生直接接触，摩擦发生在润滑剂的内部，叫液体摩擦。
例如空气压缩机的主轴瓦。
2.3界限摩擦：两个滑动摩擦表面之间由于润滑剂供应不足，无法建立液体摩擦，只能依靠润滑剂中的极性油分子在摩擦表面形成一层极薄的油膜，属于液体摩擦过渡到干摩擦的最后界限。
3.零件磨损的主要形式：3.1磨粒磨损：有硬质微粒进入摩擦表面间时，摩擦表面被硬粒切下或擦下切屑而形成的刮伤。
3.2刮研磨损：由摩擦表面的微观不平度而发生的磨损，主要是较硬的一面对较软的一面形成切削。
3.3点蚀磨损：表面上有重复的接触应力，在表面上引起微观裂痕，这些裂痕逐渐扩大，形成麻斑式的剥落。
3.4胶合磨损：摩擦表面润滑油不足，当滑动速度较高、压强过大时，局部的摩擦变形热量和塑性变形热量，使较软的材料局部熔化，粘在另一表面上而被撕下来的磨损。
3.5塑性变型：表面发生了塑性变形的一种摩擦。
3.6金属表面的腐蚀：金属表面层氧化，变成松软多孔，易于脱落，丢失耐磨强度的状态。
实例一，摩擦的规律：同类纯金属间的摩擦因数比异类纯金属间和同类合金间的摩擦因数大得多。
4.影响磨损的因素和减小磨损的途径4.1润滑：轴径与轴瓦建立液体摩擦的必要条件是a、合适的间隙配合，确保油膜形成；b、润滑油充足，具备必要的压力和速度；c、轴径要有足够的转速；d、轴径与轴承配合表面的加工精度要适当；e、注油孔和油槽要设计在轴承承载区以外。
4金属塑形加工中的摩擦与润滑
4 金属塑性加工中的摩擦与润滑4.1金属塑性加工中摩擦的特点与作用一、塑性加工中摩擦的特点1.与机械摩擦相比特点如下:(1)工具与工件接触面上的单位压力大。
(2)接触表面不断更新和扩大。
(3)接触表面温度较高。
(4)作为摩擦对的工具与工件性质差别大。
2.塑性加工中的摩擦作用摩擦引起的不良后果如下：（1）引起变形和能耗增加。
（2）摩擦引起变形不均匀及许多不良后果。
（3）引起工具磨损，缩短工具寿命，降低产品表面质量和尺寸精度，工具消耗也大。
某些情况下，摩擦也起着有益作用：例如：轧制时增加摩擦可改善轧辊咬入轧件的条件以增大每道压下量。
4.2摩擦理论金属塑性加工中的摩擦一般都属于滑动摩擦。
可分为三种基本类型：干摩擦、液体摩擦和边界摩擦。
一、干摩擦理论1.干摩擦定义：指工件与工具接触面间没有任何其它介质和薄膜，仅是其金属与金属之间的摩擦。
2.干摩擦理论：机械摩擦理论、粘着摩擦理论和分子机械摩擦理论。
（1）机械摩擦理论此理论指出，在其它条件相同时，摩擦对的接触面上摩擦力与正压力成正比，即：T=f N=fσnF H或T/F H=τf=fσn式中T，N——分别为摩擦力和正压力；τf，σn——分别为单位摩擦力（或称摩擦应力）和正应力；f，F H——分别为摩擦系数和宏观接触面积。
（2）粘着摩擦理论T=Fzτ b式中Fz——粘着点处的实际剪切面积；τb——较软金属的剪切强度。
（3）分子—机械摩擦理论此理论认为摩擦是即要克服摩擦对的分子相互作用力，又要克服机械变形阻力的混合过程，即T=αFzβN或f=αFz/N+β式中α，β——分别是与表面分子特性和机械特性有关的参数。
二、液体摩擦理论1.液体摩擦定义：工具与工件的接触面间被润滑油完全隔开，两表面的相对滑动阻力只与液体的性质和速度梯度有关，而与接触面状态无关时，这种摩擦称为液体摩擦。
2.液体动压润滑理论（1）液体摩擦定律各流层因相对运动而产生的摩擦力称为内摩擦力。
此内摩擦力Tt 与层间接触面积S及相对速度dv成正比，而与层间距离dz成反比，即Tt=ηs dvdz或τt=TtS=ηdvdz式中τt，η——分别为层间切应力和液体粘度；dvdz——流速梯度。
摩擦与润滑整理资料
Chap 11.外摩擦：发生在工件和工具接触面之间，阻碍金属流动的摩擦，称外摩擦，是影响材料变形的重要因素之一。
2.研究摩擦的意义：全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉，失效零件的80%是由于磨损造成的。
因此，发展摩擦学可以有效的节约能源。
Chap21．金属塑性成形过程中摩擦的特点和作用如何？特点：（1）在高压下产生的摩擦；（2）较高温度下的摩擦；（3）伴随着塑性变形而产生的摩擦；（4）摩擦副（金属与工具）的性质相差大。
作用：（1）不利的方面：（a）改变物体应力状态，使变形力和能耗增加；（b）引起工件变形与应力分布不均匀；（c）恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低工具寿命，而且降低制品的表面质与尺寸精度；（2）利用：（a）增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；（b）增大冲头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品。
2.金属塑性成形过程中摩擦的类型及各自的特征是什么？（1）干摩擦：完全没有润滑，金属与工具之间直接接触。
（2）流体摩擦：较厚的润滑层将金属与工具隔开，摩擦发生在流体内部的分子之间，与接触表面的状态无关，与流体的粘度，速度梯度等。
（3）边界摩擦：介于干摩擦和流体摩擦的一种摩擦类型。
（4）混合摩擦：摩擦表面上既存在干摩擦状态，也存在边界摩擦状态和流体润滑状态的一种摩擦类型。
Chap31.金属表层的结构组成如何？金属材料的表面层结构注意：加工硬化层也叫冷硬层和贝氏体层；氧化层又称污染层。
2.何谓表面粗糙度及表示方法有哪些？加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。
表征材料表面微观几何形状特征，表面微凸体的高度与分布。
表示方法有：（1）轮廓算术平均偏差Ra 该方法能够充分反映表面微观几何特征但对于测量过于粗糙或光滑的表面不适用。
（2）微观不平度十点高度Rz 该方法测量简便，但只反映峰高，不反映峰的几何特征，受测量者主观影响较大，无周期性的宏观误差。
（3）轮廓最大高度Ry 对控制深加工痕迹有重要意义，保证小零件的表面质量，不如Rz反映的几何特征准确。
边界摩擦和润滑化学作用
09:37:43
（3）氯系极压剂
• 主要品种：含氯29～72％的氯化石蜡等。 • 性能特点：反应活性较高，摩擦系数较小，在极 压条件下可起润滑作用。但遇水即分解HCl，引 起金属腐蚀。 • 作用机理： • ① 有机氯化合物在摩擦下，在金属表面与铁反应 形成氯化亚铁保护膜（层状结构） →而达到减摩 抗磨的作用。 • 而且， 前述各种抗磨极压剂的载荷能力排序如下： 氯系<磷系<硫系
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固体润滑添加剂作用机理：
• 将纳米技术应用于润滑领域，使 固体润滑添加剂的颗粒达到纳米 级，是解决现有添加剂存在问题 的一个有效的方法。 • (1)纳米材料粉末近似为球形，它 们起类似“微型球轴承” 的作用， 从而提高了摩擦副表面的润滑性 能(如图3a） 。 • (2)在重载和高温条件下，两摩擦 表面间的颗粒被压平，形成一滑 动系，降低了摩擦和磨损。 图3 纳米材料润滑作用模型
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（6）纳米固体型抗磨极压剂－研究热点和发展方向
• 主要品种：一类是具有层状结构的物质，
如石墨、二 硫化钼和氮化硼等 另一类是以胶体硼酸盐、聚四氟乙烯和稀 土化合物。第三类是软金属如铅、铜等。
• 性能特点：固体润滑添加剂有着优良的抗
磨减摩性能，同时较好地解决了有机化合 物添加剂的环保和腐蚀问题，但在使用过 程中的一个最大困难就是它们在润滑油中 的分散稳定性。
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（2）磷系抗磨极压剂
• 主要品种：磷酸酯（二苯基磷酸酯）、亚磷酸酯、 次膦酸酯、氨基磷酸盐、磷酸酯胺盐等。 • 性能特点：吸附能力强，反应活性高，抗擦伤性 能和抗烧结作用大。但也可能引起腐蚀反应。 • 作用机理：① 有机磷化合物先吸附在金属表面上 →② 在摩擦下，分解和水解 →③ 摩擦反应形成 无机亚磷酸铁保护膜 →而达到抗磨损的作用。 • 而且， 各种磷系抗磨极压剂的性能排序如下： • 次膦酸酯<磷酸酯<氨基磷酸盐<磷酸酯胺盐
摩擦与润滑
一、由图可知，随轧制道次增加，摩擦系数增大至最大值后开始下降直至出现最小值，然后随轧制道次继续增加，摩擦系数又开始回升。
最初阶段，摩擦系数随轧制道次增加而增加，是由于轧制道次增加，轧辊表面上黏附的铝粉膜层增厚，改变了接触界面摩擦副的性质所致，即原有的铝-钢摩擦转变为铝-铝摩擦。
众所周知，同类金属间的摩擦系数高于非同类金属间的摩擦系数，当黏附层厚度增加到一定程度时，达到饱和状态，此时摩擦系数出现最大值。
干摩擦时，铝与钢间摩擦而产生黏附，是由于界面间范德华力作用所产生的一种物理吸附，它不能改变界面间吸附层的电子结构，与化学吸附相比，物理吸附力很小，容易解吸。
当轧辊表面黏附的铝粉层达到饱和后，超过范德华力作用范围时，轧制道次继续增加黏附铝膜层由辊面剥离，这种剥离的铝粉层在轧制过程中可能起到一定的润滑作用，而使摩擦系数降低，构成所谓的自润滑。
随着轧制道次继续增加，摩擦系数又开始回升，重复以上变化。
二、表面粗糙度随压下率的增加类似抛物线型变化，即对每个年度曲线都存在一个最佳压下率εm，在此压下率下轧件表面粗糙度最小，表面质量最好，见下图。
以粘度32mm2∕s为例，是具体分析解释ε<εm，ε=εm，ε>εm时轧件轧后表面粗糙度的这种变化情况。
1在压下率较低时，即ε<εm，由于接触角较小，轧制变性区内现成的油膜较厚，阻碍了光洁的轧辊表面对粗糙轧件表面微凸体的压碾和熨烫作用，形成如流体润滑的情形，油膜厚度较大，对轧辊的屏蔽效应显著，轧后的轧件表面出现较高的表面粗糙度；2随压下率增加，油膜减薄，接触面积增大，轧辊对轧件表面微凸体的压碾作用增强，使得轧后轧件表面粗糙度下降，但压下率达到一定时。
即ε=εm，油膜厚度极薄，对轧辊的屏蔽效应不显著，此时轧件轧后表面粗糙度最小；3由于油膜厚度随压下率的增加而降低，因此，随着压下率进一步增加，油膜继续减薄，直到破裂，轧件表面粗糙度升高，类似于无润滑干摩擦情况，轧件表面被轧辊粘附后留下沟槽，造成轧后表面粗糙度升高。
摩擦学与润滑学研究
摩擦学与润滑学研究摩擦学和润滑学是机械工程学的重要分支，主要研究摩擦、磨损、润滑和密封等方面的问题。
摩擦学和润滑学在很多领域都有着重要的应用，如机械工业、汽车工业、轨道交通、飞行器、船舶、军事装备等。
在这篇文章中，我将简要介绍摩擦学和润滑学的基本概念和研究内容，以及它们在现代工业中的应用。
一、摩擦学1.1 摩擦的基本概念摩擦是物体相对运动时产生的阻力，也是物体静止时阻碍其运动的力。
摩擦force 是由于接触面之间存在微小颗粒间的力学相互作用引起，是由于表面几何和物质特性，包括材料粗糙度、硬度、弹性、塑性、润湿性等方面。
摩擦力的大小取决于接触面的材料、表面特性、受力面的压力以及相对运动速度等因素。
摩擦力的方向始终垂直于接触面，与运动方向相反。
1.2 摩擦的磨损和热效应摩擦磨损是暴露在环境中的材料被力或微动摩擦力磨损去除的现象，是摩擦过程中产生的不可逆现象，磨损后造成的表面形貌和性质发生变化，特别是体现在磨损面的失效问题，对机械传动、轴承、密封等工程实际应用有着深远的影响。
在摩擦过程中，能量被转化为热能，因此摩擦产生的热效应也是摩擦学研究的重要方面。
当摩擦面受到外力作用时，摩擦面的材料开始发热。
当发热时，热量被摩擦面从接触点周围传递到大规模边界层（FBL），然后扩散到热影响区域（TIR）。
热效应对于不同的摩擦材料和运动速度有不同的影响，在液体中，摩擦发热可被通过润滑来控制。
1.3 摩擦的控制和应用摩擦能量损失造成能源和材料的浪费以及系统效率的降低。
因此，降低摩擦力和磨损是摩擦学的主要目标。
摩擦学研究的主要内容包括摩擦学理论、材料摩擦和磨损机理、摩擦学测试技术和摩擦学应用控制等。
摩擦学的应用涉及到润滑学、机械制造、材料科学、表面和界面科学等多个领域。
随着现代制造和工程学的不断发展，摩擦学的研究越来越受到关注。
二、润滑学2.1 润滑的基本概念润滑是表面之间存在的液体、固体或气体薄膜作为分离媒体，以减小摩擦、磨损和热效应，从而对不同的运动副表面进行的交互减摩或消耗能量等措施。
第4章摩擦与润滑状态
三、润滑脂及其主要性能
组成：基础油+稠化剂+添加剂+澎润土 润滑脂的性能指标主要有针入度、滴点、 析油量、机械杂质、灰分、水分等 1）针入度
软硬程度 H(mm)/0.1 阻力大小、流动性强弱 标准锥体，150g，25 ℃ ，5s
h
三、润滑脂及其主要性能
2）滴点----固体流体的温度转折点，表示耐 热性 3）防水性能； 4）静音性能； 5）种类
三、流体摩擦
当两摩擦表面被流体（液体或气体）完 全隔开时，摩擦表面不会产生金属间的 直接摩擦，流体分子层间的粘剪阻力就 是摩擦力，这种摩擦称为流体摩擦。
三、流体摩擦
实现流体摩擦有下列三种方法:
1)流体动压润滑 楔形空间，油膜厚度最大
三、流体摩擦
2）弹性流体动压润滑 考虑了接触区弹性变形和压力对接触区润滑 油粘度的影响的动压润滑称为弹性流体动力 润滑,简称为弹流润滑。
A)钙基脂：抗水，适于轻中重载荷； B)钠基脂：高温，但不抗水； C)锂基脂：多用途，最好； D)铝基脂：高度耐水性，航运机械 E)其它特种润滑脂（特种合成油、添加剂、稠化剂 等）
一、润滑油的粘度
1）动力粘度η
图示,长、宽、高各为1m的流体，如果使立方体顶 面流体层相对底面流体层产生1m/s的运动速度，所 需要的外力F为1N时，则流体的粘度η为1N•s/m² ， 叫做“帕秒”，常用Pa•s表示。有时也用“（dyn •s/cm2）泊P”、“厘泊cP”表示。 换算关系：1Pa• S=10P=1000cP
二、润滑油的特性
1、粘温特性
润滑油的粘度随温 度的变化存在指数 关系:
t 0 t0 / t
m
2、润滑油的粘压 特性
粘度和压力的关系 近似表示为:
(整理)摩擦和磨损与润滑学的基本原理
摩擦和磨损与润滑学的基本原理一、摩擦和摩擦的种类1.什么是摩擦？相互接触的物体沿着它们的接触面做相对运动时，会产生阻碍物体相对运动的阻力，这种现象称为摩擦。
这种阻力叫摩擦力。
2.摩擦的种类摩擦的种类很多，因为研究的依据不同，摩擦的分类也不同。
按摩擦副的运动状态分为静摩擦和动摩擦；按摩擦副运动形式分类分为滑动摩擦、滚动摩擦和自旋摩擦；按摩擦发生的部位分类分为内摩擦和外摩擦；按摩擦副表面润滑状况分类分为静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。
本文重点介绍静摩擦、干摩擦、边界摩擦、流体摩擦（液体摩擦）和混合摩擦。
（1）静摩擦是指摩擦表面没有任何吸附膜或化合物存在时的摩擦。
静金属的摩擦会产生表面粘着。
（2）干摩擦是指在大气条件下，摩擦表面没有任何润滑剂存在的摩擦。
严格说干摩擦是在接触表面上无任何其他介质，如自然污染膜、润滑膜以及湿气等。
干摩擦是消耗动力最多，磨损最严重的一种摩擦。
（3）边界摩擦是指摩擦表面有一层极薄得润滑膜存在时的摩擦。
这层膜称为边界油膜。
（4）流体摩擦是指摩擦表面完全被润滑油膜隔开时的摩擦。
这种摩擦发生在界面的润滑剂膜内，摩擦阻力最小，磨损最小。
（5）混合摩擦——是指属于过渡状态的摩擦，包括半干摩擦和半流体摩擦。
半干摩擦是指同时存在着干摩擦和边界摩擦的混合摩擦。
半流体摩擦是指同时存在着流体摩擦和边界摩擦（或干摩擦）的混合摩擦。
二、磨损和磨损的种类1.什么是磨损？是指两个相互接触的物体发生相对运动时，物体表面的物质不断地转移和损失。
磨损的结果使相对运动的物体表面不断有微料抖落，表面性质、几何尺寸均发生改变。
2.磨损的三个阶段磨损阶段、稳定磨损阶段和急剧磨损阶段3.磨损的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）粘着磨损由于摩擦表面存在着一定的粗糙度，在压力的作用下，当摩擦表面做相对运动时，在真空接触点上产生瞬时高温，使其表面软化，熔化，甚至相互粘着，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面，这种现象就叫做粘着磨损。
第四章-摩擦磨损和润滑概述
1、按摩擦机理不同分为： 外摩擦
内摩擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。 外摩擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。
静摩擦 2、按运动的状态不同分为：
动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ擦
滑动摩擦 3、按运动的形式不同分为：
滚动摩擦
干摩擦
4、滑动摩擦按润滑状态不同分为： 边界摩擦 流体摩擦
二、磨损的分类：
磨损类型
按磨损机理分
按磨损表面外 观可分为
磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损 腐蚀磨损 微动磨损
点蚀磨损 胶合磨损 擦伤磨损
三、磨损的机理：
磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
腐蚀磨损
微动磨损
磨粒磨损—也简称磨损，外部进入摩擦面间的游离硬颗粒（如 空气中的尘土或磨损造成的金属微粒）或硬的轮廓峰尖在软材 料表面上犁刨出很多沟纹时被移去的材料，一部分流动到沟纹 两旁，一部分则形成一连串的碎片脱落下来成为新的游离颗粒， 这样的微粒切削过程就叫磨粒磨损。
三、磨损的机理：
磨粒磨损
磨损类型：
粘附磨损 疲劳磨损 冲蚀磨损
腐蚀磨损
微动磨损
粘附磨损—也称胶合，当摩擦表面的轮廓峰在相互作用的各点 处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊”后，在相对运动时，材 料从一个表面迁移到另一个表面，便形成粘附磨损。严重的粘 附磨损会造成运动副咬死。
三、磨损的机理：
磨粒磨损
磨损类型：
（1）润滑是减小摩擦、减小磨损的最有效的方法； （2）合理选择摩擦副材料； （3）进行表面处理； （4）注意控制摩擦副的工作条件等。
§4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
润滑：在两个摩擦表面之间加入润滑剂，以减小摩擦和磨损。 此外，润滑还可起到散热降温，防锈、防尘，缓冲吸振等作 用一。、 润滑剂 凡是能减小摩擦阻力，减小磨损的物质都可作为润滑剂。 1、润滑剂的分类
摩擦磨损与润滑
摩擦、磨损与润滑摩擦―、概述相互接触的物体、在接触面间产生的租止物体相对运动的现象称为摩擦。
由于摩擦而产生的阻力，称为摩擦力。
我们可以观察在机械运动中产生的摩擦，同时存在摩擦力、摩擦热和磨损三个现象。
其中：摩擦力属于运动副的一种力学特征；摩擦热是能量转换的一种形式。
磨损是摩擦表面物质转移的一种形式。
在机械运动中，发生相对运动的零件或部件统称为运动副，如轴与轴承、齿轮啮合、平面导轨、蜗杆与蜞轮、链条与链轮、带传动等。
这些运动剃在相对运动的同时都会发生摩擦，因此我们也称这些运动副为摩擦副。
摩擦是自然界普遍存在的现象，对人们的生活和生产都有着重要的作用。
如人们利用摩擦振动使提琴、胡琴发音。
有了摩擦人们才能走路，汽车、火车才能行驶，等等。
某些机械利用摩擦力来传递动力和运动，如摩擦压力机、摩擦离合器、带传动等。
但是，摩擦力也有它有害的方面，它对某些机械运动副起不良作用，主要有以下几点。
(1)消耗大量的功，机械运动中克服摩擦面间的摩擦力所作的功称为无用功，它大约占总消耗功的三分之一，从而降低了机械效率。
(2)造成磨损由于摩擦表面的直接接触，零件表面产生严重磨损。
降低机械的运动精度，间隙变大，出现振动和噪声，不仅影响机械的正常运转，同时还缩短了机械的寿命。
据统计，大约有80%的损坏零件是由于磨损造成的。
⑶产生热量，机槭设备运行中用来克服摩擦力损失的那部分能量转换成热能的形式散发出来。
其中一部分散发到空气中，另一部分来不及散发就使机械零件温度升高，降低机械强度，甚至产生热变形、热疲劳、热磨损，导致破坏机件精度，影响机械正常运转。
特别是在要求运动灵敏度高的部位，如数控机床的导轨，丝杠螺母、測量仪器等，热变形更会影响机械的工作精度和寿命。
摩擦会导致磨损，最终将破坏机槭的正常运转，这是一个客观规律。
滚动摩擦两接触物体沿接触表面滚动时的摩擦称为滚动摩擦。
滚动摩擦时，其接触处常常表现为点与点（如球形滚动轴承）或线与线（如圆柱滚子轴承）的摩擦。
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4.1摩擦界面与摩擦的分类◆摩擦界面：根据纯力学观点，把界面看作是处于刚性膜和变形金属间的具有剪切强度τi 的连续膜。
不论界面是什么物质，还是有什么变化，可以采用一个适当的τi（或μ）值反应对摩擦过程的影响，但不能充分解释摩擦界面的摩擦行为。
因此，必须从宏观、微观界面及摩擦环境方面进行研究。
●宏观界面宏观上看，工模具不是刚性体，而是具有一定强度的弹塑性体，在材料成形时产生弹性变形，甚至发生塑性变形。
工模具与变形材料的界面结合状态对摩擦影响很大，若配合的紧密或完全吻合，可能发生互相吸引和粘着。
在成形时，由于摩擦热和变形热使界面的温度升高，则对润滑与材料的性能有重要的影响。
4.金属材料成形中的摩擦●微观界面从宏观角度不能完全解释摩擦学现象，必须从微观方面研究界面的形貌和结构对摩擦和润滑的影响。
1〕工模具和变形金属的表面凹凸不平2〕摩擦过程中工模具和变形金属在形成的界面上会发生元素的互扩散，改变二表面的结构和性能。
3〕材料成形过程中，金属材料的表面存在反应膜和吸附膜，纯洁表面是不存在的。
●摩擦环境宏观上看，工模具不是刚性体，而是具有一定强度的弹塑性体，在材料成形时产生弹性变形，甚至发生塑性变形。
工模具与变形材料的界面结合状态对摩擦影响很大，若配合的紧密或完全吻合，可能发生互相吸引和粘着。
在成形时，由于摩擦热和变形热使界面的温度升高，则对润滑与材料的性能有重要的影响。
材料不同成形方式与过程就构成了界面摩擦环境，这对摩擦过程有重要影响。
1）成形过程中金属材料表面膜及润滑膜破裂，新生表面形成，易发生粘着摩擦。
2〕界面的温度升高对摩擦界面的作用，温度过高会促进粘着并使润滑膜破坏。
3）界面压力影响润滑剂应力特性以及润滑剂与工模具、变形金属材料间的反应。
4〕润滑剂在界面上并非只形成简单的惰性膜，它的构成、性质、添加方法、分布等对摩擦界面都有重要的作用。
◆摩擦分类●按照摩擦副的运动形式分1)滑动摩擦：当接触表面相对滑动时的摩擦叫做滑动摩擦。
两物体接触点的速度大小和方向不同，也可能仅是大小或方向不同。
2)滚动摩擦：物体在力矩的作用下沿接触表面滚动时的摩擦叫做滚动摩擦。
两接触物体的接触点的速度大小和方向相同。
●按照摩擦副表面润滑状态分1)干摩擦：接触面间无任何介质的摩擦。
真正的干摩擦在生产中是不存在的。
通常所说的干摩擦指的是不加润滑剂的摩擦状态。
2)边界摩擦：两个接触面间有一层厚度不超过0.1μm很薄的分子吸附膜,在吸附层内润滑剂分子成垂直于接触表面的定向排列。
将两表面间仅存在润滑剂吸附层的摩擦称之为边界摩擦。
3)流体摩擦：当两个物体接触表面间完全由液体润滑剂隔开，摩擦阻力只决定于流体的性质，而与接触面的状态无关时，这种摩擦叫流体摩擦。
4)固体膜摩擦：在两个物体接触表面间施加固态润滑剂,形成固体润滑膜,将两接触表面隔开的摩擦称之为固体膜摩擦。
5)混合摩擦：在实际生产中，摩擦状态常常会出现混合摩擦，即在接触面的不同部位分别发生干摩擦、边界摩擦和液体摩擦；或者发生其中两种摩擦。
一般将干摩擦与边界摩擦混合的摩擦称之为半干摩擦；边界摩擦和液体摩擦混合的摩擦称之为半液体摩擦。
◆古典摩擦定律对摩擦现象进行科学研究,最早开始于15世纪意大利的文艺复兴时代。
达.芬奇、阿蒙顿以及库仑等科学家提出了古典摩擦定律，即：*摩擦力的大小与接触物体间名义接触面积的大小无关。
*摩擦力的大小与接触表面间的法向载荷成正比，摩擦力的方向总是与接触面积相对运动速度的方向相反。
*静摩擦系数大于动摩擦系数，摩擦力的大小与接触面积间的相对滑动速度无关。
F＝μN F－摩擦力，μ－摩擦系数，N－正压力。
◆古典摩擦定律中的参数（1）摩擦系数：古典摩擦定律认为摩擦系数是一个常数（×），但实际的摩擦系数不是材料固有的特性，而是材料和环境条件的综合持性。
（2）接触面积：在古典摩擦理论中，摩擦力的大小与接触物体间的名义接触面积的大小无关（√）。
试验表明，实际接触面积与摩擦系数有关，随着实际接触面积的增加，摩擦系数增大，摩擦力亦增大。
（3）滑动速度：古典摩擦理论认为摩擦力大小与滑动速度无关（√）。
而实践表明，对于许多材料来说，摩擦系数与滑动速度有关。
（4）摩擦力与正压力：经典摩擦理论认为摩擦力的大小与接触表面间的法向载荷成正比（×）。
而实际上，对于某些很硬或很软的材料，摩擦力与正压力之间表现出非线性关系，此时：F＝CN B C－常数，B－指数，0.7~1.0◆机械理论18世纪以前，许多学者把摩擦的起因说成是由于表面的凹凸不平，即当两个固体表面相接触时，由于表面凹凸不平处的互相咬合，而产生了阻碍两物体流动的阻力，故称之为机械摩擦理论，这个理论完全建立在纯几何概念上，把固体看作刚体来研究的。
当II相对于I克服作用力N做运动时，而被抬起，以越过凸峰。
此时相当于物体克服斜面进行运动，开始滑动时的静摩擦系数为μ，μ＝tanθ。
因此，摩擦系数只与θ有关，而与载荷及接触面积无关，这复合经典摩擦理论。
机械摩擦理论只适于粗糙表面，对于表面粗糙度达到使表面分子吸引力有效发生作用时，摩擦系数反而加大，这一问题就难以解释。
因此，提出分子理论。
后来库仑在整理摩擦力F与正压力N关系的试验时，也曾提出一个试验式：F＝A＋μN1作为整体的摩擦系数，其表达为：μ＝μ1＋A/N当正应力N很小时，摩擦系数显得很大，在μ－N曲线中存在一个高摩擦系数区，然后随着正压力（正应力〕的增加而降低，并趋近于某一定值。
式中A的本质是粘着力，但当时库仑并不知道这一点。
正因为如此，库仑把A看作摩擦力中辅助性、偶然的数值，于是就忽略了。
后来有人提出分子摩擦理论。
◆分子理论17世纪英国物理学家德萨古利(J.T.Desaguliers)在他《实验物理教程》中第一次提出了产生摩擦力的主要原因在于两物体摩擦表面间具有分子力，即分子理论。
托姆林森(G.A.Tomlinson)和苏联的捷里亚Б．д．дерягин)等都用这“分子说”来解释摩擦原因。
托姆林森是应用分子间存在吸力和斥力的假说来解释摩擦原因。
他认为：分子间的吸力和斥力是分子间距离的函数。
分子间的距离很小时，它们之间产生分子斥力，分子间的距离较大时，它们之间产生分子吸引力。
由力的平衡条件可得，外法向压力N加上所有吸引力∑Pi 应该等于所有斥力∑Pc之和，即N＋∑Pi=∑Pc●摩擦的原子（分子）模型为计算摩擦功，就要考虑上表面对下表面运动距离X和相接触又分离的原子对数为W。
对于如图所示的理想情况，原子中心间距为d。
在载荷N作用下相接触的原子数为n，那么W＝n·x/d ，对于实际接触情况，在不同的晶面可能有变化，所以对接触的原子数给予一个修正值a，即W＝a n· x/d考虑摩擦系数μ 的意义，通过X距离，外力所作的摩擦功:μN X＝W Eμ＝a· nE/dNμ=a· E/dPcd x x在两表面摩擦的情况下，原子偏离其原始平衡位置，当相对表面上原子运动过后，这原子就力图回到其平衡置，若要回到平衡位置运动的距离是l，原子间的内聚力为F n，那么，F n l＝Eμ=a· F n l/P c d按摩擦的分子或原子模型，可得出摩擦系数与正压力无关。
而摩擦力与正压力（载荷）成正比，由于载荷对弹性接触面积及接触的原子对数的影响，从上述可以看出摩擦过程，既有变形过程，又有粘着过程。
◆粘着理论在英国，从1938年开始，鲍登(Bowden)和他的学生，提出了著名的摩擦粘着理论。
认为：当两表面相接触时，载荷作用下，某些接触点的单位压力很大，这些点将牢固的粘着，使两表面形成一体，即称为粘着或冷焊(焊接桥)。
随着接触面温度的升高，金属间扩散过程加剧，从而会促进金属的粘着。
当一表面相对另一表面滑动时，粘着点则被剪断，而剪断这些连接的力F j 就是摩擦力。
如果一表面比另一表面硬一些，则硬表面的粗糙微凸体顶端将会在较软表面上产生犁沟，这种犁沟的力F l 也是摩擦力。
故摩擦力是两种阻力之和。
F=F j +F l●粘着理论的摩擦系数与摩擦力犁沟阻力可略去不计,设粘结点部分的剪切强度为τb ’, 则摩擦力为:F ＝Az.τb ’=N/σs ·τb ’μ=F/N=τb ’／σs以上的分析是建立在理想的弹—塑性材料的基础上，忽略了冷作硬化的影响，与实际情况一定差别。
为了更接近实际情况，以较软金属的剪切强度极限τb 代替金属点的剪切强度τb ’，则摩擦系数为：μ=τb ／σs （此式要修正)接触点发生屈服，是与由法向载荷所造成的压应力σ和由切向载荷所造成的切应力τ的合成应力有关，根据σs 2=σ2+ατ2，σ＝N/A z ，τ=F/A z , 实际接触面积:A z 2=（N/σs ）2+α（F/σs ）2这个理论只适用于金属对金属的摩擦。
因为它是建立在下列假定的基础上的：(1)实际接触面积是由塑性变形来决定的；(2)两个接触表面是被一个剪切强度较低的膜隔开；(3)摩擦力是剪切膜所需要的力。
因此，在应用这个理论时必须考虑这些假定。
上述粘着理论有一定的局限性，因为实际金属表面都被许多膜覆盖，是否所有的实际接触面积上都产生粘着，污染膜之间能否产生粘着等等，还需进一步研究。
◆分子－机械理论前苏联克拉盖里斯(и．в．Kрагелъский)从1939年开始对固体摩擦的研究，第一次明确地提出了分子—机械理论。
后来在他的著作中不断地完善了这一理论。
分子—机械理论基本观点——摩擦的两重性：摩擦是一个混合过程，它既要克服分子相互作用力，又要克服机械变形的阻力。
发生在接触处的总的阻力就是我们测得的摩擦力。
下图表示摩擦过程中接触表面的相互作用。
当两表面相对滑动时，则受到接触点上因机械啮合和分子吸引力所产生的切向阻力的总和(摩擦力)的作用，即F=F f+F jF--总的摩擦力;--摩擦力的分子作用组成部分;Ff--摩擦力的机械作用组成部分。
Fj●在切向移动时接触点被破坏的5种形式（1）在表面微凸体压入深度较大(h/R>0.1，h-压入深度, R-压入不平度圆弧半径)，使材料剪切或划伤。
（2）(h/R<0.1),这发生材料的弹性回复，成塑性挤压状态。
（3）(h/R<0.01),发生材料的弹性挤压状态。
（4）如果分子相互作用,部分形成比基体金属强度更低的连接这产生一般的粘着膜的破坏。
（5）如果分子相互作用部分形成比基体金属强度更高的连接,则这种分子作用称为粘着。
当晶格的平衡由于变形遭破坏,很容易与另一固体的晶格相互作用，形成粘着连接。
当固体切向移动的力大于粘着连接的强度时，粘着连接被剪切或撕裂，即基体材料的破坏。
1-压入深度较大; 2-压入深度较小度; 3-压入深度更小;4-部分形成比基体金属强度更低; 5-部分形成比基体金属强度更高4.4 金属材料成形的干摩擦理论◆从物理－化学基础出发分析摩擦过程：●摩擦力的构成:1）粘着点剪断力:塑性变形使新鲜质点转移到接触表面，同时高温高压作用会加强分子间的吸引力，促使变形区接触面上发生黏着。