固体润滑膜的一个磨损方程_M_El_Sherbing
摩擦学原理(第10章润滑状态转化)
1．薄膜润滑的特征膜厚厚度范围
图10.6给出10号机械 油在不同速度下接触 区中心截面上膜厚分 布。线a为静态接触， 线b为动态接触，由此 可看出：由于卷吸速 度产生的流体动压效 应使膜厚增加。
图10.6中心截面膜厚分布（10号机械油）
图10.7中心截面膜厚分布（13602标准液）
如图10.7所示，13602 标准液在载荷4N、温 度25C、钢球直径 20mm时，不同卷吸速 度的膜厚曲线，表明卷 吸速度越高，膜厚曲线 弯曲程度越大即流体动 压效应越强。图示还表 明，当膜厚值大于 15nm以后，膜厚曲线 的弧形更为显著。由此 可证明，当膜厚大于转 化膜厚时，润滑膜的流 体动压效应才比较显著。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图10.9中心膜厚与粘度关系
图10.9为载荷4N、温度 20C、钢球直径20mm 条件下，静态和动态接 触时的膜厚随润滑剂粘 度的变化。该图采用对 数坐标系。 由图可知，静态和动 态接触的膜厚都随粘度 的增加而增加，即粘度 增加对于形成有序分子 膜和粘性流体膜都有利。
2．薄膜润滑有序化现象
介于粘性流体膜与吸附膜之间的是有序液体膜。它是 由于液体分子在摩擦过程中受到剪切和表面能作用促使 分子有序排列而形成的。在从粘性流体膜向吸附膜方向 上，分子排列的有序度越来越高，即有序液体膜的有序 度高于粘性流体膜，而低于靠近金属表面的吸附膜。在 一般情况下，薄膜润滑中有序液体膜厚度相当于几个到 十几个分子层。 弹流润滑、薄膜润滑、边界润滑之间的相互转化取决于 润滑膜总厚度值以及上述三种膜所占的相对比例。当润 滑膜比较厚时，粘性流体膜所占比例大，摩擦剪切发生 在流体膜中，有序液体膜难以形成，而吸附膜的影响也 可以忽略，因此润滑膜的形成以流体动压效应为主，润 滑状态为弹流润滑。
磨擦磨损及润滑课件.ppt
润滑脂的主要质量指标
1)锥(针)入度(或稠度)
指一个重1.5N的标准锥体，于25℃恒温下，由润滑脂表面经5s刺入的深度 (以 0.lmm计)。它标志着润滑脂内阻力的大小和流动性的强弱。锥入度愈小表明 润滑脂愈稠。
2)滴点
在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度叫 润滑脂的滴点。润滑脂的滴点决定了它的工作温度。润滑脂的工作温度至少应低 于滴点20℃。
性能指标：
1）粘度：油的流动阻力或指抵抗变形的能力。是润滑油最重要的性能之一.
2）油性：又叫润滑性，指润滑油中极性分子与金属表面形成物理吸附膜或化学 吸附膜的润滑性能。
3）凝点：又叫流动点，润滑油开始失去流动性的最高温度。是低温下工作的润 滑 油的重要指标。
4）闪点和燃点：指油在标准仪器中加热所蒸发出的油汽，遇火焰能发出闪光的最 低温度。是高温工作油的重要指标（通常应使工作温度比油的闪点低30～40℃。 ）.
(3)飞溅润滑
利用转动件(例如齿轮)或曲轴的曲柄等将润滑油溅成油星以润滑轴承。
(4)压力循环润滑
用油泵进行压力供油润滑,可保证供油充分,能带走摩擦热以冷却轴承。 这种润滑方法多用于高速、重载轴承或齿轮传动上。
2．脂润滑
脂润滑只能间歇供应。加脂方式有人工加脂、脂杯加脂和集中润滑系统 供脂，旋盖式油脂杯是应用得最广的脂润滑装置。
摩擦副接触面积示意图
(3)修正粘附理论
真空中的洁净金属发生摩擦时，其摩擦系数要比常规环境里的摩擦系数大得多。 鲍登等人于1964年又提出了一种更切合实际的修正粘附理论。接触区同时有压 应 力和切应力存在 ,在复合应力作用下，接触区出现了结点增长的现象。
当两金属界面被表面膜分隔开时,τBj为表面膜的剪切强度极限；当剪断发生 在较软金属基体内时,τBj 为较软金属基体的剪切强度极限τB；若表面膜局部破 裂并出现金属粘附结点时，τBj将介于较软金属的剪切强度极限和表面膜的剪切 强度极限之间。
摩擦学(第二讲)
吸附膜的稳定性较差，在一定温度下，定向排列的极性分子会因 热运动而变得杂乱无章，甚至从摩擦面上脱落下来，使得吸附膜 失去承载能力，润滑作用大大减小。反应膜较吸附膜稳 定得多， 因为在高温下化学反应的速度加快，更有利于生成新的物质来加 强反应膜，所以反应膜适于重载、低速和高温的条件。但是生成 反应膜时，一般伴随着对金属有腐蚀性。 液体摩擦：液体摩擦时，物体之间的摩擦面没有直接接触，其间 除了边界润滑膜外，还有流动油膜。因此摩擦仅发生在润滑油之 间，运动阻力仅由润滑油分子间的吸引力（内聚力）形成，因而 摩擦系数很小，一般在0.01～0.001的范围内。 混合摩擦 ：可分为半干摩擦和半液体摩擦。 半干摩擦是指干摩擦和边界摩擦同时存在的情形，不充分的 边界摩擦将导致半干摩擦。 半液体摩擦是液体摩擦和边界摩擦同时存在的情形，不充分 的液体摩擦会导致半液体摩擦。工业设备经常处于混合摩擦状况。
(3)洗涤作用
发动机工作中，会产生许多污物。如吸入空气中带来的 砂土、灰尘，混合气燃烧后形成的积炭，润滑油氧化后生成 的胶状物，机件间摩擦产生金属屑等等。这些污物会附着在 机件的摩擦表面上，如不清洗下来，就会加大机件的磨损。 另外，大量的胶质会使活塞环粘结卡滞，导致发动机不能正 常运转。因此，必须及时将这些污物清理，这个清洗过程是 靠润滑油在机体内循环流动来完成的。
五、Reynolds方程
1、假设 共有八条假设如下：
2、方程推导
这里采用流体力学中微单元体分析方法推导雷诺 方程。
主要步骤是： 1、由微单元体受力平衡条件，求出流体沿膜厚方向的 流速成分布 2、将流速沿油膜厚度方向积分，求得流量
3、应用流量连续性条件，最后导出Reyonls(雷诺）方 程的普遍形式
第二讲结束
本堂课的讲稿可以发给同学们，有需要的同 学请发邮件我：
润滑理论参考资料
螅润滑理论螃节芈螇一、润滑的作用和类型膅蚂聿袈芃肁 1.润滑的作用润滑的目的是在机械设备摩擦副相对运动的表面间加入润滑剂以降低摩擦阻力和能源消耗,减少表面磨损,延长使用寿命,保证设蝿蚇螄羀芀螈水、灰尘及其他杂质的侵入。
蚃备正常运转。
润滑的作用如下：1)降低摩擦2)减少磨损3)冷却，防止胶合4)防止腐蚀此外,润滑剂在某些场合可以起阻尼、减振或缓冲作用。
润滑剂的流动，可将摩擦表面上污染物、磨屑等冲洗带走，起清洁作用。
有些场合，润滑剂还可起到密封作用，减少冷凝蚅蚆薁薀袃2.润滑的类型1)液体润滑(摩擦),两表面完全为润滑剂隔开，摩擦为流体内的粘性阻力形成。
2)混合润滑(摩擦)，两表面之间又有液体润滑状态，又有边界润滑状态的混合情况。
3)边界润滑(摩擦)，两表面之间由边界膜(吸附膜或化学膜等)形成的润滑。
4)无润滑(干摩擦)，无或很少润滑剂的情况。
流体润滑自然是最佳的润滑状态。
形成液体润滑的方式主要有：流体动压润滑、弹性流体动压润滑、流体静压润滑等。
羀薅芅肃螁蚇莃二、流体动压润滑蒂芇蚈蚆羁羇运动副工作时，两工作表面之间的相对运动可将润滑剂带入工作区，并建立一定的油压(动压)支撑外载荷，形成油膜,保护工作表面，形成所谓"流体动压润滑"。
流体动压润滑的形成需要三个条件：羁腿羅羅袀衿4) 变密度效应。
衿1)两表面之间有相对的运动（滚动或滑动）；2)两表面之间有楔形间隙，润滑油从大口进入；3)两表面之间有润滑剂(有粘度)。
这就是所谓的流体动压润滑三要素。
动压润滑理论就是探讨间隙中流体的流动、压力等关系。
1886年雷诺导出了经典的Reynolds方程。
1.雷诺方程雷诺方程是流体润滑理论的基本方程：蒆袄莁螈薇羂螀蒈薈肆肄薃蕿膈膂羃莀袅薄雷诺方程假设条件:1)忽略体积力的作用。
2)沿流体膜厚度方向,流体压力不变。
3)与流体膜厚度相比较,轴承表面的屈率半径很大,因此,不需要芅在密度等随时间变化的场合,雷诺方程可写成:膀腿莆蒃袃罿蒇螆莂考虑流体速度方向的变化。
润滑的基本原理之固体润滑
润滑的基本原理之固体润滑固体润滑基本原理一、固体润滑膜的形成利用固体粉末、涂(镀)膜和复合材料隔离相互接触的摩擦表面，可达到减少焊接和磨损的目的。
固体润滑剂在摩擦表面面形成的固体润滑膜能够满足上述要求。
具有层状结构的润滑剂与摩擦表面较强的粘着力，在基材表面形成固体润滑膜，其本身各层之间有较低的剪切强度。
对于非层状结构的润滑剂．它与摩擦表面通过物理粘结或化学结合等方法粘着在基材表而，形成固体润滑膜。
由于其剪切J强度低，摩擦过程中在对偶构料表面形成转移膜，使摩擦发生在润滑剂内部。
1、什么是固体润滑膜所谓固体润滑膜，并不是固体润滑涂层，而是指固体润滑涂层或复合材料最表面的那层薄膜，以及在对偶材料表而上形成的转移膜。
在润滑油（脂）存在的情况下，则是在滑动摩擦表面上所形成的摩擦聚合膜。
这些膜的厚度一般在10-8~10-6mm、并能显示独特的润滑效果。
固体润滑成功与否取决于固体润滑膜的形成能力。
如果固体润滑膜的生成和消耗是平衡的，那就可以说润滑状态良好。
若是固体润滑膜接连不断的消耗，那就会逐渐磨损。
需要说明的是：固体润滑膜的组成不一定与基材的组成相同，它们之间的差异有时还可能很大。
因为粘着于基材表面的固体润滑剂与基材之间将发生较为复杂的物理吸附和固溶效应，以及较为复杂的化学反应，生成新的互化物。
2、固体润滑膜的形成固体润滑膜的形成方法很多，既有把固体润滑剂粉末接涂在摩擦部位上的原始方法，也有在真空中使固体润滑剂以原子状态溅射成膜的方法。
（1）转移膜的形成用各种方式使固体润滑剂粘着于基材表面，以形成固体润滑膜。
由于其剪切强度很小．在摩擦过程中，存在于基材表面的固体润滑膜会转移到对偶材料表面，形成转移膜。
使摩擦发生在转移膜和润滑膜之间，即使摩擦发生在固体润滑剂内部，则可以减小摩擦系数和减少磨损。
有人认为，在摩擦过程中，材料表面化学物理性质和机械性质会影响固体润滑剂的转移，具有高表面能和低硬度的材料比具有低表面能和高硬度的材料在产生相接触转移粒子方面有更明显的倾向。
机械设计第10章 摩擦、磨损及润滑概论
图10-4 摩擦特性曲线
图10-5 磨损曲线
润滑状态，因条件改变而相互转化。
轴承(特性)数ηv/p
（η为流体粘度，v为滑动速度，p为压强）
三、干摩擦
目前，尚未形成统一的理论。 关于干摩擦的理论有机械啮合理论、分子吸引理论、静电力学理论及 粘附理论等。 对于金属材料，特别是钢，比较多的人接受粘附理论的解释。 经典摩擦理论(机械啮合理论)： (1)摩擦力的大小与接触面间的法向载荷成正比； (2)摩擦力的大小与表观接触面积的大小无关； (3)静摩擦极限力大于动摩擦力，而动摩擦力的大小与滑动速度无关。 库仑公式 Ff= f Fn （10-1） 库仑公式具有简单、实用等特点。在工程上，除流体摩擦外，其它几种 摩擦和固体润滑都能用该公式进行计算。 近年来的研究表明，经典摩擦理论有一定的局限性。
固体润滑-------石墨，二硫化钼等固体润滑剂润滑
表10-1 不同摩擦（润滑）状态下的摩擦系数（大致值）
可以用膜厚比λ来大致估计两滑动表面所处的摩擦(润滑)状态，即：
hmin ( Rq1 Rq 2 )1 2
（10-1）
式中，hmin为两滑动粗糙表面间的最小公称流体膜厚度，单位为μm；Rq1、Rq2分别 为两表面轮廓的均方根偏差（约为算术平均偏差Ra1、Ra2的1.20～1.25倍），单位为 μm。 当λ≤1时，呈边界摩擦(润滑)状态；当λ≥3时，呈流体摩擦(润滑)状态；当1≤λ≤3时 ，呈混合摩擦(润滑)状态；
第十章
பைடு நூலகம்
摩擦、磨损及润滑概论
第一节 第二节 第三节
摩擦及润滑机理 磨损 润滑剂、添加剂和润滑方法
在外力作用下，一物体相对于另一物体运动(或有运动趋势)时，在摩 擦表面上所产生的切向阻力叫做摩擦力，其现象称为摩擦。
摩擦、磨损及润滑理论
一、摩擦、磨损及润滑三者关系
当在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发 生相对滑动，或有相对滑动趋势时，在接触表面上就会产生抵抗滑 动的阻力，这一自然现象叫做摩擦。 其结果必然有能量损耗和摩擦表面物质的丧失或转移，即磨损。 据估计，世界上在工业方面约有30%的能量消耗于摩擦过程中。 所以人们为了控制零件在摩擦中损坏，在摩擦面间加入润滑剂来降
由式（3-10）可知，若将速度V降低，则p/x亦将降低，此时油
膜各点的压力强度也会随之降低。如V降低过多，油膜将无法支持外 载荷，而使两表面直接接触，致使油膜破裂，液体摩擦也就消失。 c）润滑油必须有一定的粘性。 d）有足够充足的供油量。
习题：
第三章 摩擦、磨损及润滑理论
一、选择题
3-1 现在把研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为 。 （1）摩擦理论；（2）磨损理论；（3）润滑理论；（4）摩擦学； 3-2 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称 为 。 （1）液体摩擦；（2）干摩擦；（3）混合摩擦；（4）边界摩擦； 3-3 两摩擦表面间的膜厚比=0.4～3时，其摩擦状态为 两摩擦表面间的膜厚比<0.4时，其摩擦状态为 两摩擦表面间的膜厚比>3～5时，其摩擦状态为 ； 。 ；
低摩擦，减小磨损的产生，所以说三者互为因果关系。
二、摩擦的种类
干摩擦：粘着、犁刨 边界摩擦（润滑）：很薄的油膜， 0.4 摩擦（滑动） 混合摩擦（润滑）：膜厚比0.4 3.0 液体摩擦（润滑）：被厚的油膜完全隔开， 3 5
N
V 没有润滑剂
N
V 很薄油膜
a）相对运动表面间必须形成油楔；
由上式可见，若两平板平行时，任何截面处的油膜厚度h=h0，
第4章摩擦、磨损及润滑详解
实现条件： 1）两滑动表面沿运动方向的间隙是由大至小的形状
2）相对速度v足够大，油楔中有足够的油量 3) 油有一定的粘度
F
F
F
v
v
v
R 1
h0 hmin
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第
2、弹性流体动力润滑
21
页
p 弹性流体动力
润滑油压分布
v1
v2
R2
赫兹压力分布
v1
x O
v2 缩颈
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
较软者的剪切强度极限与压缩屈服极限
b
Fn Ari
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
第
修正后的粘着理论：
5 页
f
Ff Fn
Bj ' sy
' sy
较软者的压缩屈服极限
1、当两金属界面被表面膜分开，为表面膜的剪切强度极限
Bj
2、当剪切发生在较软金属基体内时，为较软金属基体的剪切强 度极限
3、若表面膜局部破裂并出现金属黏附结点时，为介于较 软金属基体剪切强度极限和表面膜的剪切强度极限之间
第四章 摩擦、磨损及润滑概述
2、稳定磨损阶段
经磨合的摩擦表面加工 硬化，形成了稳定的表面 粗糙度，摩擦条件保持相 对稳定，磨损较缓,该段时 间长短反映零件的寿命
3、急剧磨损阶段
磨合磨 损阶段
I
稳定磨损阶段
II
t
O 时间t
磨损率 q
t
磨损量q q
第 9
页 剧烈磨损阶段
III
经稳定磨损后，零件表面破坏，运动副间隙增大→动载振动 →润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效
化学吸附膜
磨损方程ΔW=KP~aV~bt~c参数a、b、c的计算方法
磨损方程ΔW=KP~aV~bt~c参数a、b、c的计算方法磨损方程是表述材料经过磨损后损失的量与其磨损前材料特性和使用条件的数学表达式。
其中，参数a、b、c是磨损方程中非常重要的参数，它们能够影响磨损方程的精度和适用范围。
本文将介绍磨损方程ΔW=KP~aV~bt~c参数a、b、c的计算方法及其实践应用。
一、参数a、b、c的物理意义在磨损方程ΔW=KP~aV~bt~c中，粉尘颗粒与材料表面碰撞的强度随着颗粒速度的升高而增强，而颗粒速度的升高又会引起切应力与材料表面的某个方向成幂函数关系的增强。
磨损方程中的参数a、b、c反映了这种物理现象，a反映了颗粒速度对于材料损失量的增强性，b反映了颗粒速度与材料损失之间幂函数关系的指数，c反映了切应力与材料的磨损性能之间的关系。
二、参数a、b、c的计算方法参数a、b、c的计算方法不同，但都需要通过实验获得，下面具体介绍：1、参数a的计算方法通过实验，测量材料在相同磨损条件下不同粉尘速度下的磨损量，当速度从v1变化到v2时，ΔW也随之变化，以颗粒速度为自变量，损失量为因变量进行回归分析，得到回归系数k和幂函数指数a，即可得到参数a的计算公式：a= log(ΔW2/ΔW1) /log(v1/v2)2、参数b的计算方法通过实验，测量材料在相同磨损条件下不同粉尘速度下的磨损量，当速度从v1变化到v2时，ΔW也随之变化，以颗粒速度为自变量，损失量为因变量进行回归分析，得到回归系数k和幂函数指数b，即可得到参数b的计算公式：b= log(ΔW2/ΔW1) /log(v1/v2)3、参数c的计算方法通过实验，测量材料在相同磨损条件下不同切应力下的磨损量，当应力从σ1变化到σ2时，ΔW也随之变化，以切应力为自变量，损失量为因变量进行回归分析，得到回归系数k和指数c，即可得到参数c的计算公式：c= log(ΔW2/ΔW1) /log(σ1/σ2)三、参数a、b、c的实践应用通过参数a、b、c的计算方法得到参数数值后，可以将其应用于磨损方程中，预测材料在不同速度、应力条件下的损失量。
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
机械设备固体润滑机理
机械设备固体润滑机理用镀、涂等方法将固体润滑剂粘着在摩擦表面上形成固体润滑膜，摩擦时在对偶材料表面形成转移膜，使摩擦发生在润滑剂内部，从而减小摩擦，降低磨损。
固体润滑膜作用效果的好坏反映在它的各种特性上，如摩擦磨损特性、承载特性、温度特性和气氛特性等。
固体润滑膜在摩擦过程中会逐渐磨损，但固体润滑剂作为供给源能够不断提供固体润滑，甚至在局部磨损的部位具有自行修补性。
这些功能随不同的固体润滑剂和不同的制备方法而异。
两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动（或具有相对运动的趋势）时，在接触表面间产生切向运动阳力，这种现象叫做摩擦。
这种阻力叫做摩擦力。
一般情况下，相同金属摩擦副纯净表面在干摩擦状态滑动时，摩擦阻力很大，并将出现严重的破坏和咬合现象∶当软金属在硬金属表面上滑动时，将呈现出具有"粘附滑动"特性的间歇运动，软金属将间断地涂抹在硬金属表面的摩擦轨道上；反之，当硬金属在软金属表面滑动时，运动比较平稳，在软金属表面的摩擦轨道上可以看到硬金属擦过的沟槽。
一、干摩擦机制严格地讲，干摩擦是指纯净表面在无润滑条件下直接接触时的摩擦。
但是，通常所讲的干摩擦是指在无润滑条件下，两物体因处于各种不同环境气氛条件下表面可能存在着自然污染膜时的摩擦6这种干摩擦的摩擦系数，对于金属来说，一般在0.5~1.5之间，它比纯净金属表面的干摩擦系数要小得多。
1.固体表面的性质固体摩擦副发生摩擦时所表现的摩擦学特性，如摩擦系数、承载能力和耐磨性等，与固体表面的性质有很大的关系。
因此在研究干摩擦时，以须了解物体的表面性质。
（1）纯净表面纯净表面是处于真空条件下加工所获得的新生表面，不存在任何其他物质（包括自然污染膜）。
所谓自然污染膜是指物体表面处于各种环境气氛条件下，不是因人为的原因而自然形成的表面覆盖膜（如水汽吸附膜、氧化膜等）。
存在自然污染膜的表面可以在物体发生显著塑性变形时或在表面膜破坏的情况下出现。
裸露的纯净表面的分子由于在此面上失去了限制，表面结晶点阵处于不平衡状态，因而呈现出相当活泼的性质，极易吸附其他物质的分子、原子甚至与其起化学反应。
WS_2-C固体润滑薄膜的制备及其摩擦磨损性能
金 基 体 上 沉 积 了 ｗＳ 一 ２ｃ复 合 薄 膜 ， 用 扫 描 电 镜 、 谱 仪 对 复 合 薄 膜 的 微 观 结 构 及 成 分 组 成 进 行 了 分 利 能
析 ， 利用 显 微 硬 度 仪 和 摩 擦 磨 损 试 验 机 对 复 合 薄 膜 的 硬 度 及 摩 擦 磨 损 性 能 进 行 了 评 估 ． 果 表 明 ： 并 结
针对这 一现 象 ， 内外 的研 究 人 员通 过 共 溅 射 国
ＴｉＡｇ及 Ａｕ等 可 以优先 氧化 的材料 ， 改善 Ｍｏ ｚ ， 来 Ｓ 和 ＷＳ 。的耐 磨 性 能 ， 有 人进 行 掺 Ｃ或 掺 Ｎ 的 研 也
究 ］但 大多都 是通 过反应 磁控 溅射 或射 频溅 射 的 。，
收稿 日期 ： ０ ０ １ — ５ ２ １ —０ １
ＷＳ 一 固体 润 滑 薄膜 的制备 及 其摩 擦 磨 损 性 能 ＊ ２Ｃ
宋 玉波 ，代 明 江 。 ，余 志 明 ，韦春 贝 ，侯 惠君 ，林松 盛
（ ． 南 大 学 材 料 科学 与 工程 学 院 ，湖南 长 沙 １中 ４０ ８ ； １ ０ ３
２ 广 东 省 工 业 技 术 研 究 院 （ 州 有 色 金 属 研 究 院 材 料 表 面 工程 研 究 所 ） 广 东 广州 ５ Ｏ ５ ） ． 广 ， １ ６ Ｏ 摘 要 ： 改善纯 ｗｓ 为 ２薄膜 在潮 湿 大 气 中 的摩 擦 磨 损性 能 ， 采用 磁 控 溅 射 结 合 离 子 源 的方 法 在 Ｔ ４合 Ｃ
容易 吸潮而 氧化 ， 导致 失效 ， ］ 因此影 响 了此类 材 料
的推 广应用 ．
为 ０ ３ ｎ 镀膜 前先用 离子 源产 生的辉 光 放 电对样 ． ｉ．
品进行 刻 蚀 清 洗 ， 空 度 为 ０ ４ Ｐ ， 子 源 电压 为 真 ． ａ 离 ５ ０Ｖ， ７ 偏压 为 ７ ０Ｖ， 洗时 间为 １ ｎ 然后 在相 ０ 清 ０ｍｉ； 同 的工 作真 空条件 下进行 溅射 沉积 ， 沉积 的 Ｔｉ 膜和
磨损和润滑基础
二、磨损的分类
1、粘着磨损 轻微磨损（如：缸套-活塞环 ）；
涂抹（如：重载蜗轮副的蜗杆）； 擦伤又称拉伤（如：内燃机铝活塞壁-缸体）； 撕脱（如：主轴-轴瓦的轴承表面）；
2、磨粒磨损 咬粘（如：不锈钢螺栓与不锈钢螺母在宁紧过程中）。
3、表面疲劳磨损
点蚀、剥落（鳞剥）
三、磨损的转化
四、影响磨损的因素
三、润滑剂
1、分类 、 ②矿物油 钙基润滑脂
耐水不耐热
①动植物油 ⑴液体润滑 剂即润滑油 ⑵润滑脂 ⑶固体润滑剂
用以满足低温、高温、粘温性 能、化学安定性、真空和抗辐 射、阻燃性等条件
③合成油 钠基润滑脂
耐热不耐水
锂基润滑脂
耐水且耐高温
铝基润滑脂
耐水，可防锈
石墨、 石墨、MoS2、聚四氟乙烯 、
有粉剂、涂膜、粘结膜或喷涂膜等形式， 主要用于高温、超低温、真空等场合。
五、减少磨损的主要方法
§3 润
一、润滑的分类
按 形 态 分 润 滑 剂 的 物 质 按 滑 形 态 分 摩 擦 面 间 的 润 液体润滑 脂润滑 固体润滑 气体润滑 流体动力润滑 流体静力润滑
滑
弹性流体动力润滑 边界润滑和混合润滑
二、润滑状态的压力； 间隙， 压力； 间隙 压力 R—表面粗糙度 表面粗糙度
⑷气体润滑剂 空气、氢气、氮气、 空气、氢气、氮气、二氧化碳等
适用于高速、轻载场合，对环境无污染。
三、润滑剂
2、主要性质 、
粘度↑ → 内摩擦阻力↑ ，流动性↓ 吸附能力越强，油性越好
①粘度 ④闪点与燃点
②油性
2、润滑油的主 、 要性能指标 ③倾点（凝点） 倾点（凝点） ③其它
是衡量润滑油低温性能的尺度
第10章摩擦磨损及润滑概述
第十章
摩擦、磨损及润滑概论
§10-0 概 述 §10-1 摩 擦 §10-2 磨 损 §10-3 润滑剂、添加剂和润滑方法
§10-4 流体润滑原理简介
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§10-0 概
述
摩擦学----研究相对运动的作用表面间的摩擦、磨损 和润滑，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边 缘学科。 ▲ 摩擦--相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象； ▲ 磨损--由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移； 关于摩擦、磨损与润滑 ▲ 润滑--减轻摩擦和磨损所应采取的措施。 的学科构成了摩擦学 世界上使用的能源大约有 1/3~1/2 消耗于摩擦。
三、磨损的机理 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：
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 9 的粘附磨损会造成运动副咬死。
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三、磨损的机理 磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
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3、锂基润滑脂 这种润滑脂既能抗水，又耐高温，而且有较好的机 械安定型，是一种多用途的润滑脂。工作温度不宜超 过 145 ℃ 。 4、铝基润滑脂 这种润滑脂具有良好的抗水性，对金属表面有高的 吸附能力，故可起到良好的防锈作用。 润滑脂的主要质量指标是： 1) 锥入度，反映其稠度大小。 2) 滴点，决定工作温度。
磨损类型：
冲蚀磨损
腐蚀磨损 微动磨损
腐蚀磨损—当摩擦表面材料在环境的化学或电化学作 用下引起腐蚀，在摩擦副相对运动时所产 生的磨损磨粒磨损 粘附磨损 疲劳磨损
磨损类型：