Page 61 - 《摩擦学学报》2021年第1期

58 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

表 1 NBR橡胶配方（质量份数）
Table 1 Detail component information of the NBR rubbers

Master-batch Carbon black Vulcanizing agent Activating agent Accelerating agent Anti-aging agent
100 70 3 12 4 5

Q v = (V n −V 0 )/V 0 ×100% (2) 表 2 摩擦盘的重要性能参数
其中：m 、V 和m 、V 是溶胀试验前和溶胀试验后的样 Table 2 Important properties of friction disc specimen
0
n
0
n

品质量和体积. 然后将溶胀后的橡胶样品在80 ℃的恒 Size/mm Material Hardness Surface roughness
[23]
温箱中烘干4 h 并测试为恒重. 干燥后的溶胀样品的 Φ178×12 40Cr steel HRC 62 R a 0.1 μm
质量变化度(Q )可通过式(3)算出.
wb
Q wb = (m d −m 0 )/m 0 ×100% (3)
Fixture
m 是干燥后样品的质量. 通过VTMR20-010V-T核磁
d
共振波谱仪(NMR)的氢质子信号可直接测得溶胀试
验前后样品的交联链比例(共振频率21.31 MHz、磁场
强度0.5 T、磁场温度35 ℃、测试温度90 ℃). 溶胀试验
前后样品的交联链比例变化度(Q )可以通过公式
p
(4)计算. Friction disc Nitrile rubber

Q p = (P n − P 0 )/P 0 ×100% (4)
Fig. 1 Main components of the wear tests
其中P 和P 是溶胀试验前后样品交联链的比例. 图 1 磨损试验的主要组成
n
0
1.2 磨粒磨损试验
表 3 石英砂磨粒的重要特征参数
采用MPV-600型环-块微控试验机(中国济南普业 Table 3 Important properties of the used quartz erodents
机电技术有限公司)在常温常压下测试溶胀240 h前后 Shape Particle size Density Mohs hardness Concentration
NBR样品的湿磨粒磨损行为. 试验在水润滑条件下进 Smooth/ sharp 420~850 μm [24] 2 830 kg/m 3 7 5%
行，工作参数如下：载荷100 N，转速100 r/min(约 0.93 m/s)，
Q wc = (m w −m 0 )/m 0 ×100% (5)
测试时间1 h. 摩擦副的重要参数列于表2中，磨损试验
主要组成示于图1. 其中：m 是磨损试验后样品的质量. 以上所有结果数
w
磨料分别采用两种粒型的石英砂(市售)作为磨 据均为3次测试的平均值.
粒，其重要特征参数示于表3中. 磨损试验后的NBR样 通过扫描电子显微镜(FE-SEM，Hitachi JSM-6 360，
品同样在80 ℃的恒温箱中烘干4 h. 摩擦系数可从磨 Japan)观察溶胀样品的横截面和磨损表面形貌(喷金
损试验机获得. 磨损试验后样品的磨损质量变化度 处理). 测试样品尺寸为5 mm×5 mm. 磨粒形貌示于
(Q )可以通过公式(5)计算. 图2中.
wc

1 mm 1 mm
(a) Smooth type (b) Sharp type

Fig. 2 SEM micrographs of erodent particles
图 2 磨粒形貌扫描电镜照片