什么影響摩擦磨損試驗機的滑動摩擦系數

 什么影響摩擦磨損試驗機的滑動摩擦系數

M-200A塑料摩擦磨損試驗儀 對材料按其摩擦特性分為低摩擦系數材料和高摩擦系數材料。低摩擦系數材料又稱減摩材料或潤滑材料，其作用是減少機械運動中的動力損耗，降低機械部件磨損，延長使用壽命。高摩擦系數材料又稱摩阻材料（稱為摩擦材料）。

研究摩擦磨損試驗機摩擦系數的影響因素和變化規律，是控制摩擦過程和降低摩擦損耗的一條有效途徑。

摩擦系數是摩擦副系統的綜合特性，而不是材料本身的固有特性。在給出一種材料的摩擦系數時，必須同時給出得出該數值的條件和所用的測試設備。

摩擦系數受摩擦過程各種因素的影響，其主要影響因素有如下幾個方面：

（一）表面膜對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

具有表面氧化膜的摩擦副，摩擦主要發生在膜層內。對于金屬的摩擦來說，由于表面氧化膜的塑性和機械強度比金屬材料差，在摩擦過程中，膜先被破壞，金屬摩擦表面不易發生粘著，使摩擦系數降低，磨損減少。

在金屬摩擦表面涂覆軟金屬能有效地降低摩擦系數。其中以鎘對摩擦系數的影響蕞為明顯，但鎘與基體金屬的結合力較弱，容易在摩擦時被擦掉。

二）材料性質對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

摩擦副的摩擦系數，隨配對材料性質的不同而不同。分子或原子結構相同或相近的兩種材料互溶性大，互溶性較大的材料組成摩擦副，易發生粘著，摩擦系數增高；反之，分子或原子結構差別大則互溶性小，互溶性較小的材料組成摩擦副，不易發生粘著，摩擦系數一般都比較低。

因此，在設計摩擦副時，應盡可能地選擇分子結構或原子晶格差別大，互溶性小的材料組成摩擦副，以降低其摩擦系數。如果條件允許的話，應盡可能選擇金屬與非金屬(工程塑料、復合材料等)組成摩擦副。

（三）載荷對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

載荷的大小直接影響摩擦副的接觸狀態，在不同的接觸狀態下，摩擦副所表現出來的摩擦特性也就不一樣。一般情況下，摩擦系數將隨載荷的增加而增大，當載荷足夠大時越過一大值，隨著載荷的繼續增大而摩擦系數趨于穩定或減小。

（四）滑動速度對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

在一般情況下，摩擦系數隨滑動速度增加而升高，越過一大值后，又隨滑動速度的增加而減少。

滑動速度對摩擦系數的影響，主要是它引起溫度的變化所至。滑動速度引起的發熱和溫度的變化，改變了摩擦表面層的性質和接觸狀況，因而摩擦系數必將隨之變化。對溫度不敏感的材料（如石墨），摩擦系數實際上幾乎與滑動速度無關。

（五）溫度對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

在摩擦過程中,溫度的變化使摩擦副表面材料的性質發生改變,從而影響摩擦系數。摩擦系數隨摩擦副工作條件的不同而變化。具體情況需用試驗方法測定。

（１）對于大多數金屬摩擦副而言，其摩擦系數均隨溫度的升高而降低，少數（如金-金）的摩擦系數均隨溫度的升高而升高。

（２）對于散熱性比較差的材料，特別是由熱塑性工程塑料組成的摩擦副，開始摩擦系數將隨著溫度的升高而增大，當表面溫度達到一定值，材料表面將被熔化。所以,一般工程塑料都只能在一定的溫度范圍內使用，超過這個溫度范圍，摩擦副材料將喪失其工作能力。

（３）對于金屬與復合材料組成的摩擦副，其摩擦系數在一定的范圍內受溫度的影響較小，但是，當溫度超過某一限值時，摩擦系數將隨溫度的升高而顯著下降。通常把這種現象稱為材料的熱衰退性。對于制動摩擦副，尤其應控制在熱衰退的臨界溫度以下工作，其具有足夠的制動能力。

（六）表面粗糙度對摩擦磨損試驗機的摩擦系數的影響

根據摩擦的分子—機械理論，當表面粗糙度值大于50μm時，分子分量可以忽略不計，因此，摩擦系數隨著表面粗糙度值的減小而降低；當表面粗糙度值特別小，小于20μm時，摩擦系數中的分子分量起主要作用，機械分量可以忽略不計，因此，摩擦系數隨著表面粗糙度值的減小而增大；表面粗糙度值愈小，實際接觸面積愈大，因而摩擦系數也就愈大；在一般情況下，即20μm ＜Ra＜50μm范圍內，表面粗糙度對摩擦系數的影響不大。