45钢摩擦副摩擦磨损性能的试验分析
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系 ，为机械 运动 副 的参数选 择 、结 构设计 及其 制造 提供 了必要 的理论 依据 。
１ 试验 方法 与条 件
１ １ 试验 设备 与试 验 方法 ．
２ 试 验结 果与分 析 ２ １ 载荷 与摩 擦 系数 间的关 系 ． 载 荷与摩 擦 系数 间 的关 系 表 １所 示 。表 １可
摩擦磨损试验机上对 ４ 钢在机械油润滑下的摩擦磨损性能进行 了试验研 究，得到 了其摩擦磨损性 能与载 ５ 荷、滑动速度、硬度及硬度差等之间的相互关 系以及 Ｐ｝ （ 限载荷）与 Ｖ （ 限滑动速度）之 间的 极 极 相互关系，为机械运动副的参数选择 、结构设计及其制造提供 了必要的理论依据。 关键词 ： ５ ；摩擦副；摩擦磨损 ；试验 ４钢
表 １ 载荷、滑动速度与摩擦 系数 的关 系
４可见 ，在Biblioteka Baidu 同 的载 荷条件 下 ，开 始磨 痕 面积 都是 随着滑 动速 度 的增 大 而 减 小 ，但 当滑 动 速 度 达 到
３ １ｎ ｓ ，磨痕面积又都是随着滑动速度 的增大 ．ｒ 后 ／ 而增大 。这是 因为 随着滑 动速度 的增大 ，由于润滑
试 件分别 采用 调质 和正火热 处理 ，硬度 分别 为
ＨＢＳ ６ ２ ５、 ＨＢＳ ５ ２５ ＨＢＳ ４ ２ ０、 ＨＢＳ ０、 ＨＢＳ１ ０， ２１ ８
并 分 别 组 成 硬 度 差 为 ＨＢ １ 、 Ｈ Ｓ５ Ｈ ｓ５ Ｓ０ Ｂ２ 、 Ｂ５ 、 Ｈ Ｓ５的摩 擦 副 。考 虑 目前 广 泛 应 用 的摩 擦 副 的 Ｂ８
转，试块紧固。采用齿轮油连续润滑。通过杠杆系
收稿 日期 ： ０ ９—１ ２０ ２—１ １ 作者简介 ：宋玉才 （ ９５ ） １５一 ，男 ，山东 Ｅ照人 ，工程师 ，研究方向 ：金属材料性能。 ｔ
・
５ ４・
辽 东学院学报 （ 自然科学版）
第１ ７卷
度加快 ，则反应膜的生成速度也越快 ，反应膜的生 成减小了摩擦表面间的摩擦 ， 所以摩擦系数随着载 荷的增大而减小；但是 ，当润滑油中的添加剂与金 属 表面所 发生摩 擦 化学反应 速度达 到极 限后 ，随着 载荷的增大 ，金属表面的反应膜会减薄和减少 ， 所 以摩 擦 系数 随着 载荷 的增大 而增大 Ｊ 。
膜 的减摩作 用 ，磨 痕面积 随着减小 ；但 是 ，当滑动 速度达 到 ３ １ｍ／ 后 ，润 滑油 中 的添 加剂与 金属 表 ． ｓ 面发 生摩擦化 学反应 速度加 快 ，所 以磨痕 面积也 随
之增大 引。
表 ４ 滑动速度 、载荷与磨痕面积 ｍ ｍ
２ ２ 载荷 与磨损 量 间的关 系 ．
均值 。
１ ２ 试验材 料与 试件 ．
机 械磨损 是机 械 运 动 副 的主 要失 效 形 式 之一 。 减少 机 械运动 副 的摩 擦磨 损是提 高机械 产 品的机械
效 率和机 械寿命 主要 途径 。对机 械运动 副材料 的摩
擦磨 损性 能研 究 具有 重 要 的实 际 意 义 。４ ５钢 是 机
中 图分 类号 ：Ｔ １． Ｇ１５５ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１７ ４ ３ （００）０ — ０ ３— ３ ６３— ９９ ２ １ １ ０ ５ ０ 统 的载荷 杆和砝码 进行 加载 及测试 的 ，每次运 转时 间为 １ ｎ ０ｍｉ。为了提高试 验数 据 的准确性 和试 验结 果 的再现性 ，每个 数据都 是 三次再 现试验 数据 的平
第１ 第１ ７卷 期
２１ ０ ０年 ３月
辽 东学院学报 （ 自然科 学版）
Ｊｕ ａ ｏ ａｔ ｎＬａｎｎ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅ ｏ ｒｌ ｆ ｓ ｒ ｉ ｉｇＵ ｉｅ ｉ ｎ Ｅ ｅ ｏ ｓｙ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ） ｕｌ ｅ
Ｖ １ １ ｏ １ ｏ． ７ Ｎ ．
Ｍａ ． ２ １ ｒ ００
械工 程 中最 常用 的材 料之一 ，在机 械传 动 中的运 动
副经 常使用 ４ 作为 其 主要 材料 。４ ５钢 ５钢 摩擦 副 的 摩擦磨 损特 性是 直接影 响整 机的机 械性 能和使用 寿 命 的重 要 因素 之 一 。 目前 ，一 些 学 者对 ４ ５钢 摩 擦 磨 损特 性进行 了一 些研究 ，但 这些研 究 主要 是 以滚 动摩 擦 为主 的研究 ＩＪ ２。作者 在机械 油润 滑 的滑 动 摩擦 下对 ４ ５钢 的摩 擦 磨 损 性 能进 行 了系统 的试验 与研 究 ，得 出 了 其 摩 擦 磨 损 性 能 与 载 荷 、滑 动 速
采用 梯姆 肯环 块 摩 擦磨 损 试 验 机 ，对 ４ ５钢 在 机械 油润 滑下 的摩擦 磨损性 能进行 测试 。试环 在上 与试验 机 主轴相 连 ，试块在 下与卡 座相 连 ，试 环旋
见 ，在不同的滑动速度条件下 ，开始摩擦系数都是 随着载荷 的增 大 而 减小 ，但 当载 荷达 到 ７ ６Ｎ后 ， ７ 摩擦系数又都是随着载荷的增大而增大。这是因为 随着载荷的增大 ，摩擦表面的温度也随之升高 ，润 滑油中的添加剂与金属表面发生摩擦化学反应的速
表面加工工艺 ，试件的摩擦试验表面粗糙度确定为 Ｒ３２ ａ． ｍ，试环和试块 的摩擦表面分别采用 车削 和铣削加 工 ，试 件 的非摩 擦表 面粗 糙度 和试件 的尺 寸及公差等技术条件均参考标准试件的技术要求而
定。
度、硬度及硬度差等之间的相互关系以及 Ｐ （ 极 限载 荷 ） 与 Ｖ （ 限滑 动 速 度 ） 之 间 的相 互 关 极
【 机械与电子工程】
４ ５钢 摩 擦 副 摩 擦 磨 损 ， 能 的 试 验 分 析 陡
宋 玉 才 ，金 晓 鹏 ２
（． １ 大连 开发 区信 托投 资公 司 ，辽 宁 大连 １６ ０ ；２ 大连 重 工起 重 集 团，辽 宁 大连 １６ ０ ． １６ １ １０ ３）
摘 要 ：减少机械运动副的摩擦磨损是提 高机械产品的机械效率和机械寿命主要途径。文章在梯姆肯
１ 试验 方法 与条 件
１ １ 试验 设备 与试 验 方法 ．
２ 试 验结 果与分 析 ２ １ 载荷 与摩 擦 系数 间的关 系 ． 载 荷与摩 擦 系数 间 的关 系 表 １所 示 。表 １可
摩擦磨损试验机上对 ４ 钢在机械油润滑下的摩擦磨损性能进行 了试验研 究，得到 了其摩擦磨损性 能与载 ５ 荷、滑动速度、硬度及硬度差等之间的相互关 系以及 Ｐ｝ （ 限载荷）与 Ｖ （ 限滑动速度）之 间的 极 极 相互关系，为机械运动副的参数选择 、结构设计及其制造提供 了必要的理论依据。 关键词 ： ５ ；摩擦副；摩擦磨损 ；试验 ４钢
表 １ 载荷、滑动速度与摩擦 系数 的关 系
４可见 ，在Biblioteka Baidu 同 的载 荷条件 下 ，开 始磨 痕 面积 都是 随着滑 动速 度 的增 大 而 减 小 ，但 当滑 动 速 度 达 到
３ １ｎ ｓ ，磨痕面积又都是随着滑动速度 的增大 ．ｒ 后 ／ 而增大 。这是 因为 随着滑 动速度 的增大 ，由于润滑
试 件分别 采用 调质 和正火热 处理 ，硬度 分别 为
ＨＢＳ ６ ２ ５、 ＨＢＳ ５ ２５ ＨＢＳ ４ ２ ０、 ＨＢＳ ０、 ＨＢＳ１ ０， ２１ ８
并 分 别 组 成 硬 度 差 为 ＨＢ １ 、 Ｈ Ｓ５ Ｈ ｓ５ Ｓ０ Ｂ２ 、 Ｂ５ 、 Ｈ Ｓ５的摩 擦 副 。考 虑 目前 广 泛 应 用 的摩 擦 副 的 Ｂ８
转，试块紧固。采用齿轮油连续润滑。通过杠杆系
收稿 日期 ： ０ ９—１ ２０ ２—１ １ 作者简介 ：宋玉才 （ ９５ ） １５一 ，男 ，山东 Ｅ照人 ，工程师 ，研究方向 ：金属材料性能。 ｔ
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５ ４・
辽 东学院学报 （ 自然科学版）
第１ ７卷
度加快 ，则反应膜的生成速度也越快 ，反应膜的生 成减小了摩擦表面间的摩擦 ， 所以摩擦系数随着载 荷的增大而减小；但是 ，当润滑油中的添加剂与金 属 表面所 发生摩 擦 化学反应 速度达 到极 限后 ，随着 载荷的增大 ，金属表面的反应膜会减薄和减少 ， 所 以摩 擦 系数 随着 载荷 的增大 而增大 Ｊ 。
膜 的减摩作 用 ，磨 痕面积 随着减小 ；但 是 ，当滑动 速度达 到 ３ １ｍ／ 后 ，润 滑油 中 的添 加剂与 金属 表 ． ｓ 面发 生摩擦化 学反应 速度加 快 ，所 以磨痕 面积也 随
之增大 引。
表 ４ 滑动速度 、载荷与磨痕面积 ｍ ｍ
２ ２ 载荷 与磨损 量 间的关 系 ．
均值 。
１ ２ 试验材 料与 试件 ．
机 械磨损 是机 械 运 动 副 的主 要失 效 形 式 之一 。 减少 机 械运动 副 的摩 擦磨 损是提 高机械 产 品的机械
效 率和机 械寿命 主要 途径 。对机 械运动 副材料 的摩
擦磨 损性 能研 究 具有 重 要 的实 际 意 义 。４ ５钢 是 机
中 图分 类号 ：Ｔ １． Ｇ１５５ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１７ ４ ３ （００）０ — ０ ３— ３ ６３— ９９ ２ １ １ ０ ５ ０ 统 的载荷 杆和砝码 进行 加载 及测试 的 ，每次运 转时 间为 １ ｎ ０ｍｉ。为了提高试 验数 据 的准确性 和试 验结 果 的再现性 ，每个 数据都 是 三次再 现试验 数据 的平
第１ 第１ ７卷 期
２１ ０ ０年 ３月
辽 东学院学报 （ 自然科 学版）
Ｊｕ ａ ｏ ａｔ ｎＬａｎｎ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅ ｏ ｒｌ ｆ ｓ ｒ ｉ ｉｇＵ ｉｅ ｉ ｎ Ｅ ｅ ｏ ｓｙ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ） ｕｌ ｅ
Ｖ １ １ ｏ １ ｏ． ７ Ｎ ．
Ｍａ ． ２ １ ｒ ００
械工 程 中最 常用 的材 料之一 ，在机 械传 动 中的运 动
副经 常使用 ４ 作为 其 主要 材料 。４ ５钢 ５钢 摩擦 副 的 摩擦磨 损特 性是 直接影 响整 机的机 械性 能和使用 寿 命 的重 要 因素 之 一 。 目前 ，一 些 学 者对 ４ ５钢 摩 擦 磨 损特 性进行 了一 些研究 ，但 这些研 究 主要 是 以滚 动摩 擦 为主 的研究 ＩＪ ２。作者 在机械 油润 滑 的滑 动 摩擦 下对 ４ ５钢 的摩 擦 磨 损 性 能进 行 了系统 的试验 与研 究 ，得 出 了 其 摩 擦 磨 损 性 能 与 载 荷 、滑 动 速
采用 梯姆 肯环 块 摩 擦磨 损 试 验 机 ，对 ４ ５钢 在 机械 油润 滑下 的摩擦 磨损性 能进行 测试 。试环 在上 与试验 机 主轴相 连 ，试块在 下与卡 座相 连 ，试 环旋
见 ，在不同的滑动速度条件下 ，开始摩擦系数都是 随着载荷 的增 大 而 减小 ，但 当载 荷达 到 ７ ６Ｎ后 ， ７ 摩擦系数又都是随着载荷的增大而增大。这是因为 随着载荷的增大 ，摩擦表面的温度也随之升高 ，润 滑油中的添加剂与金属表面发生摩擦化学反应的速
表面加工工艺 ，试件的摩擦试验表面粗糙度确定为 Ｒ３２ ａ． ｍ，试环和试块 的摩擦表面分别采用 车削 和铣削加 工 ，试 件 的非摩 擦表 面粗 糙度 和试件 的尺 寸及公差等技术条件均参考标准试件的技术要求而
定。
度、硬度及硬度差等之间的相互关系以及 Ｐ （ 极 限载 荷 ） 与 Ｖ （ 限滑 动 速 度 ） 之 间 的相 互 关 极
【 机械与电子工程】
４ ５钢 摩 擦 副 摩 擦 磨 损 ， 能 的 试 验 分 析 陡
宋 玉 才 ，金 晓 鹏 ２
（． １ 大连 开发 区信 托投 资公 司 ，辽 宁 大连 １６ ０ ；２ 大连 重 工起 重 集 团，辽 宁 大连 １６ ０ ． １６ １ １０ ３）
摘 要 ：减少机械运动副的摩擦磨损是提 高机械产品的机械效率和机械寿命主要途径。文章在梯姆肯