Page 44 - 《摩擦学学报》2021年第6期

第 6 期 樊文欣, 等: 载荷和转速对铜合金材料摩擦磨损性能的影响 829

况下磨损表面出现的黑点有关，压应力和剪切力的增 12CrNi3A硬表面的粗糙峰对QSn7-0.2软表面挤压发
大以及摩擦热使材料软化，加速了对黑点处裂纹的扩 生塑性变形而剥落的. 图7(a)中标记A处的磨屑颗粒含
展直至脱落，呈现出新的表面，摩擦热加速了摩擦表 有较高的碳和氧元素[见图7(m)]，起到一定的减磨作
面氧化，测量图中G处[见图6(f)]，发现除含有大量的 用. 当转速为0.24 m/s时，QSn7-0.2的磨损表面呈现出
氧元素外，还有碳、氧和铁元素存在，起到一定的减磨 较为明显的变形[见图7(b)]，属于塑性变形磨损. 这是

作用. 因为转速加快，摩擦热导致摩擦表面温度升高变软，
图7为定载变速(72 N)下QSn7-0.2、CuZn31Si1和 随着滑动12CrNi3A硬表面的粗糙峰对QSn7-0.2软表
Cu9Ni6Sn的磨面形貌及成分. 当转速为0.12 m/s时， 面造成挤压，QSn7-0.2磨损表面出现压痕，材料被推
QSn7-0.2的磨损表面散落着颗粒状和片状的磨屑，磨 挤到压痕两边导致QSn7-0.2磨损表面形成分层现象，
损划痕较浅[见图7(a)]，属于轻微的磨粒磨损和塑性变 从而引起片状的磨屑脱落，导致磨损量的增大. 当转
形磨损. 颗粒磨屑和划痕是12CrNi3A硬表面的粗糙峰 速为0.36 m/s时，QSn7-0.2的磨损表面出现犁沟划痕和
对QSn7-0.2软表面微观切削形成的；片状磨屑是 黏着剥落坑，表面破损较为严重，这是典型的黏着磨

A

100 μm 100 μm 100 μm 100 μm

(a) QSn7-0.2, 0.12 m/s (b) QSn7-0.2, 0.24 m/s (c) QSn7-0.2, 0.36 m/s (d) QSn7-0.2, 0.48 m/s

C
B

100 μm 100 μm 100 μm 100 μm
(e) CuZn31Si1, 0.12 m/s (f) CuZn31Si1, 0.24 m/s (g) CuZn31Si1, 0.36 m/s (h) CuZn31Si1, 0.48 m/s

D
E

100 μm 100 μm 100 μm 100 μm

(i) Cu9Ni6Sn, 0.12 m/s (j) Cu9Ni6Sn, 0.24 m/s (k) Cu9Ni6Sn, 0.36 m/s (l) Cu9Ni6Sn, 0.48 m/s
2 500 2 500 2 500
w(C): 26.11% w(C): 20.16% w(C): 40.29%
w(O): 31.24% w(O): 42.69% w(O): 8.03%
2 000 w(Fe): 17.36% 2 000 w(Fe): 2.69% 2 000 w(Cu): 51.68%
Intensity/a.u. 1 500 w(Cu): 16.03% Intensity/a.u. 1 500 O w(Si): 14.75% Intensity/a.u. 1 500 C Cu
w(Sn): 9.25%
w(Cu): 13.89%
w(Zn): 5.81%
1 000
1 000
1 000
500 Sn Cu 500 Fe Zn Si 500
C C
O Fe Cu O
0 0 0
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
Energy/keV Energy/keV Energy/keV
(m) EDS of A spot in Fig.7(a) (n) EDS of B spot in Fig.7(e) (o) EDS of D spot in Fig.7(i)

Fig. 7 SEM micrographs of worn surfaces of QSn7-0.2, CuZn31Si1 and Cu9Ni6Sn at different rotating speeds
图 7 QSn7-0.2、CuZn31Si1和Cu9Ni6Sn在不同转速条件下的磨面形貌及成分