Page 35 - 《摩擦学学报》2021年第2期

180 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

于8 μl)，黏着系数能较长时间保持在0.2~0.3水平，可 时，如2~8 μl呈缓慢增长，当单次涂敷量达到10 μl后增
[23]
以更好地满足列车牵引和制动所需要的黏着水平 ； 长趋势不明显.
而FM2在单次涂敷量较大时(大于10 μl)，容易造成低 图5为水基摩擦改性剂不同涂敷量下的最佳作用
黏着现象(黏着系数小于0.2). 转 数 占 比 (最 佳 作 用 转 数 /作 用 转 数 ). 可 以 发 现 ：
为了确定FM1和FM2的最佳涂敷量，分别统计了 FM1的最佳作用转数占比均比FM2大，说明FM1比
FM1和FM2不同涂敷量下的作用转数(施加摩擦改性 FM2具有更优的将黏着系数维持在0.25~0.35的能力.
剂至黏着系数恢复至0.4之间的转数)和最佳作用转数 随着涂敷量的增加，FM1的最佳作用转数占比先减小
(黏着系数介于0.25~0.35之间的转数)，如图4所示. 随 后增大，后逐渐趋于平稳，在单次涂敷量为14 μl时最
涂敷量的增加，FM1和FM2的作用转数呈增长趋势. 佳作用转数占比达到最大，约为65%；随涂敷量增加，
其中，FM1的作用转数增长趋势较为稳定[见图4(a)]； FM2的最佳作用转数占比先保持稳定，再增至峰值，
FM2则 为 先 缓 慢 增 长 ， 然 后 快 速 增 长 [见 图 4(b)]. 然后逐渐下降，最后趋于平稳，在单次涂敷量为8 μl时
FM1最佳作用转数与作用转数随涂敷量增加的变化 最佳作用转数占比达到最大，约为39%. 因此，FM1的
趋势几乎相同；而FM2的最佳作用转数在涂敷量较小 单次最佳涂敷量为14 μl，FM2的单次最佳涂敷量为8 μl.

6 000 6 000
Action cycles Action cycles
5 000 Optimal cycles 5 000 Optimal cycles
Number of cycles 3 000 Number of cycles 3 000
4 000
4 000

2 000
2 000
1 000 1 000
0 0
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Dropping amount/μl Dropping amount/μl
(a) FM1 (b) FM2

Fig. 4 Water-based friction modifiers’ action cycles and optimal action cycles under different coating amounts
图 4 水基摩擦改性剂不同涂敷量下的作用转数和最佳作用转数

100 FM1 佳涂敷量为8 μl.)，当黏着系数恢复至0.4时再次添加，
Effective cycles/action cycles/% 70 敷量下轮轨试样的磨损率，可以发现：干态下轮轨试
90
FM2
直至循环次数达到60 000 r. 图6给出了水基FM最佳涂
80
60
样磨损率较大，分别为31.78和43.92 μg/m，这是因为
50
干态下轮轨间黏着系数较高(0.4以上)，轮轨间的切向
40
30
50
20
Wheel
10
Rail
0 40
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Dropping amount/μl
30
Fig. 5 Proportion of optimal action of water-based friction Wear rate/(μg/m)
modifiers 20
图 5 水基摩擦改性剂最佳作用转数占比
10
2.2 水基摩擦改性剂介质下轮轨磨损与损伤性能

2.2.1 磨损率 0
Dry FM1 FM2
轮轨试样在干态下跑合5 000 r，然后以最佳涂敷
Fig. 6 Wear rates of wheel and rail specimens
量添加水基FM(FM1的最佳涂敷量为14 μl，FM2的最 图 6 轮轨试样的磨损率