Page 118 - 《摩擦学学报》2021年第2期

第 2 期 王岩, 等: 钢帘线拉拔液润滑特性研究 263

μm μm
3 2.5
2.0
2 1.5
1.0
1 0.5
0 0 0 0
200 200 −0.5
400 −1 400 −1.0
600 −2 600 −1.5
800 Y/μm 1 000 −2.0
800
−3 −2.5
Y/μm 1 000
1 400 1 400
1 200 1 200 −3.0
1 200 1 000 −4 1 200 1 000
800 800 −3.5
600 600
1 400 400 X/μm −5 1 400 400 X/μm −4.0
200 200 −4.5
0 −6 0 −5.0
(a) (b)

Fig. 4 3D morphologies of the tracks on brass alloy lubricated by drawing fluids (a) A，(b) B
图 4 黄铜经过拉丝液A(a)和拉丝液B(b)摩擦后磨痕区三维白光形貌图
(a) (b)

20 μm 20 μm

Fig. 5 SEM micrographs of worn surface on brass alloy lubricated by drawing fluid A(a)and drawing fluid B(b)
图 5 黄铜试样磨痕区表面形貌的SEM照片：(a)使用拉拔液A润滑，(b)使用拉拔液B润滑

对于使用拉拔液B润滑的情况，球表面只存在非常少 虽然使用拉拔液B相比于拉拔液A具有稍高一些的摩
量的黑色斑点[图6(c)]，能谱分析[图6(d)]也表明球表 擦系数，但与黄铜接触的对偶面具有更少的黄铜黏附
面只检测到微量的Cu元素，这说明拉拔液B可以抑制 物，这说明拉拔液B可以抑制摩擦副表面间发生黏着

两个摩擦副表面间发生材料转移. 和材料转移.
黄铜丝/聚晶金刚石盘摩擦试验后，聚晶金刚石盘 为了进一步分析拉拔液的润滑机理，使用XPS对

上的磨痕利用扫描电子显微镜的背散射电子像观察 硬质合金球/黄铜盘摩擦试验后的黄铜磨痕区表面元
如图7(a~b)所示. 从图中可以看出，使用拉拔液A润滑 素的化学状态进行分析 [4,13] . A、B拉丝液润滑后的磨痕
的盘表面磨痕上黏铜量远多于使用拉拔液B润滑的磨 区的XPS元素对比图见图9. 从图9的全谱图可以看
痕黏铜量. 进一步使用EDX对聚晶盘磨痕进行了成分 出，拉丝液A摩擦过的黄铜表面元素只有铜、锌、氧和
分析，如图7(c~d)所示. 可以看到，磨痕区亮晶晶的是 碳几种元素，而拉丝液B摩擦过的黄铜表面不但有铜、
粘附在聚晶表面的黄铜[见图7(c)]，黑色部分为聚晶本 锌、氧、碳元素还有明显的磷元素存在. 铜锌元素来源
体[见图7(d)]. 同时我们对黄铜丝的磨痕也进行了扫描 于黄铜合金，氧、碳元素可能来自表面的氧化和吸附.
电子显微镜背散射成像观测，如图8(a~b)所示. 使用拉 磷元素则来自拉丝液，因为黄铜本身不含有磷元素.
拔液A润滑的磨痕表面磨痕形貌清晰，没有明显的腐 同时对每个元素进行了窄谱拟合分析，使用高斯多峰
蚀坑，但是存在刮擦和剥离的痕迹. 使用拉拔液B润滑 拟合对谱峰进行了分峰处理，得到各种元素化学状态
的磨痕区表面比较光滑[见图8(b)]，图中黑色点状区 的信息，如图10所示，在O1s谱图[图10(a)]中，A中位于
域为腐蚀微坑. 这样的表面微观形貌有助于增强橡胶 530.3 eV的相对较弱的谱峰对应于Cu O/Cu中O1s谱
2
与铜表面的附着力. 硬质合金球/黄铜盘和黄铜丝/聚 峰，另一较强谱峰位于531.92 eV处，对应Zn-OH中的
晶金刚石盘两种摩擦副的试验得到了类似的结果，即 O1s的谱峰 [14-15] . B中位于531.3 eV的谱峰经过分析拟