Page 111 - 《摩擦学学报》2021年第2期

256 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

1.2 1.2
(a) (b)
1.0 1.0
Friction coefficient 0.8 Friction coefficient 0.8

0.6
0.6
0.4
0.4
0.2 0.2

0.0 0.0
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
Sliding time/min Sliding time/min

Fig. 4 Frictional traces of rosin coating by (a) solvent-evaporation and (b) melting-solidification in sliding against a GCr15 ball
图 4 典型的摩擦系数-时间曲线：(a)溶剂法制备的松香涂层；(b)热熔法制备的松香涂层

热熔法制备的松香块体，其波纹度受到模具表面 气的相对湿度对试验结果有一定的影响，这也是今后
的影响；气泡的完全消除也是极难做到的. 今后，可以 的主要研究内容.

考虑3D打印等工艺制备松香块体. 由于压入导致样品 3.2 松香的室温摩擦学特性
产生裂纹是1个概率事件，因此，本文中暂不推荐松香 根据我们的试验结果，松香涂层的室温摩擦学特

块体的试验. 性有三个显著的特点：(1)稳态下的减摩作用；(2)黏滑

3.1.2 溶剂法制备松香涂层的表面“云图”形貌 现象；(3)粉化现象，以上3个特点与松香的种类无关.
对于溶剂法制备的松香涂层，其表面有“云图”状 本文中将逐一讨论.

3.2.1 减摩作用
形貌，并且“云图”状的形貌完全不可控，如图5所示.
“云图”状形貌的形成，与松香/乙醇液体在乙醇挥发 与无润滑条件下的自配副钢、自配副氧化铝等相
过程中的流动有关，而乙醇较快的挥发速率加剧了松 比，当处于稳态摩擦阶段时，松香涂层无疑具有明显
香/乙醇液体的对流. 如果涂层越薄，底材表面形貌对 的减摩作用，表现为稳态摩擦系数(0.3~0.4)远低于无
润滑条件下的0.8，且与摩擦对偶材料关系不大. 但松
对流传质的影响就越显著.
香涂层的稳态摩擦系数比二硫化钼粉末的大，后者在
“云图”状形貌对波纹度和表面粗糙度均有较大
润滑自配副钢时的摩擦系数低于0.1. 松香涂层不仅对
的贡献，如图6所示. 然而，在涂层厚度一定的情况下，
钢球和陶瓷球的磨损较小，也对底材起到免于磨损的
“云图”的形貌对松香涂层的摩擦学特性没有影响，如
作用.
图6所示.

3.2.2 黏滑现象
根据我们的大量试验结果，溶剂法制备的松香涂
与无润滑条件下的自配副钢和自配副氧化铝等
层，在往复摩擦磨损试验机上的数据重复性较好. 空
相比，尽管溶剂法制备的松香涂层具有减摩作用，但
是黏滑现象也得到了显著的加强，如图7所示.
当松香涂层即将磨穿时，如图7所示，出现了明显
的黏/滑现象. 从GCr15钢盘的磨痕表面上可以观察到
红褐色的氧化铁生成. 目前，我们还没有确定这一摩
擦化学反应的反应物到底是空气中的水蒸气还是松
香中的枞酸.
我们也希望今后在其他型号的往复摩擦磨损试
验机上，对松香存在下的黏滑现象给予充分的研究.

3.3 松香涂层的磨损表面与粉化
在本文中，粉化是松香涂层室温下最为典型的宏

Fig. 5 Surface morphology of cloud pattern on rosin coatings
by solvent-evaporation 观摩擦学特征，如图8所示. 值得再次提及的是，实践
图 5 溶剂法制备松香涂层表面的“云图” 告诉我们：给提琴弓毛打松香、琴弓与琴弦间的摩擦，