Page 60 - 《摩擦学学报》2020年第4期

470 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

摩擦曲线图. 从图4(a)可以看出，在载荷从50 N到350 N， 摩擦系数增加幅度减小为 6%. 在线速度为3.610 m/s
线速度从2.410 m/s到4.820 m/s的变化过程中，摩擦系 以及4.820 m/s两种条件下，随着载荷的增加，铜合金
数在0.060~0.095范围内波动. 线速度为2.41 m/s时，摩 材料的摩擦系数均呈现先增加后减小的变化趋势. 结
擦系数随载荷的增加呈上升的趋势，载荷从50 N增至 果表明，当线速度为3.610 m/s，载荷大于50 N时，摩擦
150 N时，上升幅度为15.9%. 随着载荷的进一步增加， 系数最小.

0.10 0.10

Friction coefficient 0.08 Friction coefficient 0.09
0.09

0.08

0.07
2.41 m/s 0.07 50
3.61 m/s 150
250
0.06 4.82 m/s 350
0.06
50 100 150 200 250 300 350 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Load/N Speed/(m/s)
(a) Load (b) Speed

Fig. 4 The relationship between friction coefficient and speed or load of ZCuPb 20 Sn 5 alloy pin
图 4 定速变载和定载变速条件下ZCuPb 20 Sn 5 合金销的摩擦系数

图4(b)为不同线速度条件下，摩擦系数随载荷增 图5(b)分别为定速变载和定载变速条件下的磨损率变
加的变化规律. 可以看出，载荷对ZCuPb Sn 合金销 化曲线图. 从图5(a)中可以看出，恒定线速度时，
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的耐磨性影响较大. 随着线速度从2.410 m/s增至 ZCuPb Sn 合金销磨损率随着载荷的增加而增加. 当
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4.820 m/s的过程中，不同载荷条件下的摩擦系数均呈 载荷超过250 N，转速超过3.610 m/s时，随着载荷和转
先减小后增加的变化趋势，表明线速度对铜合金材料 速的继续增大，磨损率增加幅度变大，增幅从原来的
的摩擦系数的影响较大. 载荷为50 N，线速度小于 22%增至106%. 从图5(b)可以看出，恒定载荷条件下，

4.820 m/s的条件下，摩擦系数最小；线速度等于4.82 m/s 随着线速度的增加，磨损率增加. 在2.410~3.610 m/s线
时，载荷为250 N的摩擦系数比载荷为50 N的摩擦系 速度范围内，铜合金的磨损率增加幅度较小. 超过
数小. 3.610 m/s线速度后，由于ZCuPb Sn 合金销表面软质铅
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2.2 磨损量 润滑膜增加量减少，从而使磨损率增加幅度明显增大.
图5为ZCuPb Sn 合金销分别在载荷50、150、250 总之，随着线速度和载荷的增加，ZCuPb Sn 合
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5
5
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和350 N以及不同转速条件下的平均磨损率. 图5(a)和 金的磨损率增加.
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18 2.41 m/s 18 50
Wear rate/[10 −7 mm 3 /(N·m)] 14 8 6 Wear rate/[10 −7 mm 3 /(N·m)] 14 350
150
3.61 m/s
16
16
4.82 m/s
250
12
12
10
10
8
6
2 4 4 2
0
50 100 150 200 250 300 350 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Different loads/N Friction velocity/(m/s)
(a) Load (b) Speed

Fig. 5 Effects of load and speed on wear rate
图 5 载荷和转速对磨损率的影响