摩擦实验

四球实验及铝板冷轧试验和轧后表面观察与分析

一、实验目的：

1.通过铝板干轧和不同油润滑条件下的轧制试验，分析轧制力、压下量、最小可扎厚度，得出润滑油对铝板轧制的影响。

2.用金相显微镜观察铝板轧后的表面组织，分析工艺润滑对表面粗糙度的影响。

二、实验原理：

1、四球试验原理

极压性:润滑膜承受载荷而不被挤出摩擦表面,导致摩擦面缺少润滑的能力。极压抗磨性能不好，就会导致设备的磨损严重，使设备损坏引发设备事故。极压润滑油是加有抗极压润滑剂的润滑油，它能明显增加基础油的承载功能，减少过度损耗。

极压添加剂：当金属表面承受很高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，而抗磨剂形成的膜也被破坏，不再起保护金属表面的作用，如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊，通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑，而这种添加剂称为极压添加剂。

抗磨添加剂：在边界润滑中，当金属表面只承受中等负荷时，如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损，这种添加剂称为抗磨添加剂。

在传统的润滑理论中，把润滑分为液体润滑和边界润滑。作相对运动的两个金属表面完全被润滑油膜隔开，没有金属的直接接触，这种润滑状态叫做液体润滑；随着载荷的增加，金属表面之间的油膜厚度逐渐减薄，当载荷增至一定程度，连续的油膜被金属表面的峰顶破坏，局部产生金属表面之间的直接接触，这种润滑状态叫做边界润滑。

由于其在适用性能和作用机理上的区分是不很严格的，所以有时很难将二者区分开。故在西方国家，把极压剂、抗磨剂和油性剂统称为载荷添加剂（Load－Carrying additives）。

极压抗磨剂是一种重要的润滑脂添加剂，大部分是一些含硫、磷、氯、铅、钼的化合物。在一般情况下，氯类、硫类可提高润滑脂的耐负荷能力，防止金属表面在高负荷条件下发生烧结、卡咬、刮伤；而磷类、有机金属盐类具有较高的抗磨能力，可防止或减少金属表面在中等负荷条件下的磨损。实际应用中，通常将不同种类的极压抗磨剂按一定比例混合使用性能更好。利用一般磷化物具有抗磨性、氯化物与硫化物具有的极压性，使添加剂同时含氯、含磷或含硫化合物，从而既具有极压性，又具有抗磨性。对极压、抗磨性能的测定有四种方法：

1梯姆肯试验

该试验是在梯姆肯试验机上进行，将润滑脂以一定流量加在一定负荷一定转速的金属环与金属块的摩擦副之间。经过一定时间的运转后观察金属块上的磨痕来判断润滑脂的极压性能用OK值表示。

1.1考察润滑脂在线形接触下抵抗负荷的能力。

1.2试验方法：SH/T 0203

2四球试验（GB/T 3142）

四球试验是将润滑脂装入球盒中，在规定的负荷下上面一个钢球对着下面静止的三个钢球以一定的转速旋转。一定时间后测其磨迹直径来判断润滑脂的极压性能。

该方法有三种表示：P

B 值、P

D

值、ZMZ值

P

B

值：是指在试验条件不发生卡咬的最大负荷，用N表示。

当P

B

值过小，不能满足极限条件下的工艺要求，可能发生油膜破裂而造成

粘辊、轧痕等表面损伤；当P

B

值过大，则由于化学活性过大对材料设备造成不必要的腐蚀。

P

D

值：是在试验条件下使转动球与三个静止的球发生烧结的最小负荷，用 N表示。