Page 21 - 《摩擦学学报》2021年第3期

310 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

(a) ε: 0% (a’) (a’’)

500 μm
Cu Fe
(a) Worn surfaces and element analysis of Cu663

(b) ε: 40% (b’) (b’’)

500 μm
C Fe
(b) Worn surfaces and element analysis of graphite/copper lubricating layers with a surface graphite density of 40%

(c) ε: 80% (c’) (c’’)

500 μm
C Fe
(a) Worn surfaces and element analysis of graphite/copper lubricating layers with a surface graphite density of 80%

Fig. 7 SEM micrographs and EDS maps of worn surfaces
图 7 石墨-铜表面自润滑层的磨斑形貌和元素分析

合金表面在接触压力和摩擦剪切应力的作用下发生 膜，但少量的硬质铜颗粒在滑动过程中对转移膜进行
断裂，并被磨碎形成大量的磨屑，其磨损机理主要是 挤压使其脱落破坏了转移膜的连续性，因此转移膜的
黏着磨损和磨粒磨损. 石墨-铜三维复合润滑层表面的 破坏和生成是1个动态的过程. 总而言之，摩擦对偶材
磨损明显较小，铜周围区域的石墨通过切削、挤压剥 料的表面未见明显的犁削和磨损，说明转移膜的产生
落等方式发生剥离和滑移，分离出的片状石墨碎片在 有效抑制了配副材料表面的磨损.
接触压力和摩擦剪切应力的作用下被拖覆沿滑动方 图11给出了石墨-铜三维复合润滑层的减摩抗磨

向扩展形成润滑膜[图8(b~c)]. 此外，通过表面三维轮 机理示意图. 在摩擦初始阶段，铜合金基体和钢配副
廓形貌可以更清楚地看到石墨-铜三维复合润滑层显 表面存在许多微凸体[图11(a)]，在往复运动的过程中，
著改善了铜合金表面的耐磨性，铜合金平均磨损深度 微凸体以二体磨粒的形式存在并在摩擦表面犁削产
约100 μm，比石墨-铜润滑层的平均磨损深度5 μm高 生磨痕，其中部分微凸体破碎形成第三体磨屑加剧材
约20倍(图9). 料表面的磨粒磨损 [23-24] . 同时，游离的磨屑和微凸体挤
通过对石墨-铜三维复合润滑层的摩擦对偶表面 压石墨区域，并将石墨以鳞片状的形式剥离下来并滑
进行磨损形貌和元素分析可知，摩擦对偶表面形成 移至铜合金区域，同时在摩擦剪切力的作用下形成润
1层 转 移 膜 ， 其 主 要 是 C元 素 和 少 量 的 Cu元 素 [图 滑膜[图11(b)]，部分游离的石墨相在接触压力的作用
10(b,d)]，表明配副材料表面形成的转移膜主要是润滑 下粘附在摩擦配副表面形成转移膜. 除了润滑膜的转