Page 45 - 《摩擦学学报》2021年第6期
P. 45

830                                     摩   擦   学   学   报                                 第 41 卷

            损现象并伴有轻微的磨粒磨损[见图7(c)]. 这是因为随                       1条较为明显的划痕，划痕中有黑色的物质填充，也观
            着滑动接触峰点的黏着结点被剪切断裂，断裂点发生                            察到有黑点的存在[见图7(i)]，属于轻微的磨粒磨损.
            在较软材料QSn7-0.2磨损面附近，形成黏着凹坑，同                        划痕是因为12CrNi3A硬表面的粗糙峰对Cu9Ni6Sn软
            时黏附在摩擦副上的材料会对试样件摩擦面造成严                             表面起到犁沟作用造成的划伤. 该图中标记D处元素
            重的犁沟效应，出现犁沟痕迹. 当转速为0.48 m/s时，                      分析[见图7(o)]，发现划痕处的黑色物质富含大量的
            QSn7-0.2的磨损表面出现较少的磨屑颗粒，犁沟划痕                        碳元素，这是分子间的吸附作用引起的. 因此在滑动
            短而窄，局部位置发生推挤变形，中间位置出现较浅                            过程中会起到润滑的作用. 当转速为0.24 m/s时，
            的黏着坑，见图7(d)，属于轻微的黏着现象并伴有轻微                         Cu9Ni6Sn的磨损表面磨损较为严重，基体表面有裂纹
            的磨粒磨损. 转速增大，摩擦引起摩擦表面温度升高，引                         的存在以及散乱分布的颗粒状和片状磨屑[见图7(j)]，

            起材料表面软化，12CrNi3A硬表面的粗糙峰对QSn7-0.2                   属于磨粒磨损. 转速的增大，12CrNi3A硬表面的粗糙
            软表面起一定的切削和挤压作用，造成QSn7-0.2摩擦                        峰对Cu9Ni6Sn摩擦表面施加循环接触应力，使得材料
            表面出现犁沟痕迹和塑性变形，并有磨屑的脱落. 两                           因疲劳产生裂纹从而导致片状剥落. 片状磨屑被研磨
            摩擦副的接触峰点面积较小，接触压力大，瞬间温度                            成颗粒状磨屑存在于两摩擦表面，形成三体磨损. 磨
            高会引起黏着结点的形成，在滑动过程中因黏着结点                            粒与材料表面接触产生极高的接触应力，这种压应力
            强度较大，破坏发生在QSn7-0.2内表层，从而出现浅                        使得较硬的Cu9Ni6Sn摩擦表面发生脆裂甚至剥落. 颗

            显的黏着坑. 于是12CrNi3A表面上的黏着物对QSn7-                     粒状磨屑周围呈黑色为高温引起的碳化现象. 当转速
            0.2表面起磨粒作用，也会掉落形成磨屑存在于摩擦表                          为0.36 m/s时，Cu9Ni6Sn的磨损表面出现浅显的犁沟

            面中形成三体磨损.                                          划痕，磨损表面材料出现波纹状塑性变形[见图7(k)]，
                当转速为0.12 m/s时，CuZn31Si1的磨损表面散落                 属于轻微的塑性变形磨损伴有轻微的磨粒磨损. 这是
            着白色的磨屑颗粒，表面光整没有明显划痕，见图7(e)，                        由于摩擦热使得材料变软引起的塑性变形推挤造成

            属于轻微的磨粒磨损. 这是由于两摩擦副表面较高的                           波纹状现象. 观察该图7(k)中标记的E处，发现波纹处
            粗糙峰或突起物之间发生啮合、碰撞和断裂形成的磨                            有裂纹的出现，这是由于摩擦力和剪切力的综合作用
            屑. 图中标记B处的磨屑颗粒碳和氧元素含量所占比                           引起材料表面变形，摩擦表层应变速率一旦比位错滑
                                                                                                          [32]
            例高达70%，见图7(n)，有着减磨的作用，使得摩擦系                        移率高，则会导致材料的连续性被破坏从而产生裂纹 .
            数降低，磨损量减少. 当转速为0.24 m/s时，CuZn31Si1                 当转速为0.48 m/s时，Cu9Ni6Sn的磨损表面呈现出细
            的磨损表面呈现较为明显的犁沟划痕，局部位置发生                            长的犁沟划痕，材料相互挤压发生变形，发生塑性变
            切削现象和出现裂纹，这加剧了磨损，见图7(f)，属于                         形的材料边缘有大小不一的片状磨屑脱落[见图7(l)]，
            磨粒磨损. 该图中标记处C局部放大，发现该处有裂                           属于磨粒和塑性变形磨损. 这是因为转速增大，摩擦
            纹，此处是由于摩擦过程中接触峰的瞬间高温导致材                            热的作用下材料变软，使得12CrNi3A硬表面的粗糙峰
            料熔融结痂，这会导致滑动过程中磨损的加剧，也是                            更容易对Cu9Ni6Sn软表面产生切削作用，出现槽状磨
            导致裂纹出现的原因. 当转速为0.36 m/s时，CuZn31Si1                 痕. 同时Cu9Ni6Sn摩擦表面被挤压变形，剪切力的作
            的磨损表面出现大面积的剥落坑以及呈推挤波纹状                             用下使得边缘处的材料与基体脱离，形成片状磨屑脱
            的塑性变形，见图7(g)，属于磨粒磨损和轻微的塑性变                         落，脱落的磨屑再次对Cu9Ni6Sn摩擦表面进行磨粒作
            形磨损. 剥落坑的出现是因为随着滑动磨损表面被推                           用形成二次磨损.

            挤，导致摩擦表面材料的结合力减小，出现细微裂纹，
                                                               3    结论
            裂纹的延伸导致脱落. 当转速为0.48 m/s时，CuZn31Si1
            的磨损表面呈现较为明显的划痕，出现分层现象，大                                a. 随着载荷和转速的增大，三种滑动轴承铜合金材
            块的磨屑脱落[见图7(h)]，属于塑性变形磨损并伴有                         料的平均摩擦系数大小依次为Cu9Ni6Sn＜CuZn31Si1＜
            轻微的磨粒磨损. 这是由于转速增大，摩擦热的不断                           QSn7-0.2. 载荷的增大使得接触表面上粗糙峰的面积
            累积使材料变软，随着滑动被推挤出现层状，被推挤                            增大、数量增多，接触峰点的应力也随之增大造成微
            到边缘的部分随着摩擦力的增大发生脱落，脱落的磨                            观切削和挤压变形，甚至出现黏着结点，导致摩擦力
            屑会对摩擦面造成再次破坏，导致磨损表面出现划痕.                           的增大，从而使摩擦系数增大. 转速的增大导致摩擦
                当转速为0.12 m/s时，Cu9Ni6Sn的磨损表面呈现                  表面温度升高、变形和化学反应等现象，也使得摩擦
   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50