Page 139 - 《摩擦学学报》2021年第5期
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件上表面通过光纤激光打标机加工不同半径的圆形 磨损阶段，试件表面的润滑效果相对较差，摩擦系数
微织构，如图8所示，大止推圈表面无微织构. 通过前 相对较高，尤其是微织构半径R为0.17 mm时，在初始
期试验研究，微织构密度为20%时摩擦副表面可获得 磨损阶段摩擦系数出现峰值. 在稳定磨损阶段，微织
最佳摩擦性能，依此本文中选取微织构密度为20%. 构试件的摩擦系数波动相对较小，在微织构半径R为
摩擦磨损试验前将试件泡入无水乙醇中清洗15 min， 0.17和0.14 mm时，试件的减磨效果相对较好；在微织
去除微织构加工中产生的金属残渣. 构半径R为0.1 mm和0.2 mm时，摩擦试件的减磨效果
2.2 摩擦磨损试验 较差. 图10为4种微织构半径的摩擦试件的平均摩擦
摩擦磨损试验机系统包括摩擦力矩测量系统、试 系数变化规律图，微织构半径R为0.17 mm时，平均摩
验力测量系统、电源系统及运动控制系统等. 计算机 擦系数最小，相比微织构半径R为0.1 mm时的平均摩
通过运动控制系统实现对主轴转动及停止的控制，摩 擦系数，降低了接近7.1%，这与图4和图6中以及文献[17]
擦力矩测量系统及试验力测量系统记录试验过程中 的理论分析随着微织构尺寸的增加，摩擦系数和磨损
的摩擦力及试验力变化情况. 设置试验承载力 F N =100 N， 量呈先降低后增加的趋势是一致.
轴承转速为60 r/min，试验时间为30 min，数据采集方 图11为摩擦试验后下试件表面磨损形貌，由超景
式为自动上传，采集的时间间隔为1 s. 润滑状态为固 深显微镜放大500倍拍摄得到. 通过对比不同半径圆
液混合润滑，其中固体润滑剂为MoS ，液体润滑剂是 形微织构试件的磨损情况，可以看出，试件表面均产
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运动黏度为5.5 mm /s的润滑油，混合比例为1:5，试验 生了与运动方向一致的磨损痕迹，均为明显的犁沟状
前在摩擦试件表面均匀涂抹润滑介质. 磨痕. 微织构半径R为0.14和0.17 mm时，磨痕深度明
2.3 结果与讨论 显浅于其他两种试件，而且犁沟状磨痕的宽度值更
图9和图10分别为试件摩擦系数变化曲线和平均 小，说明在半径R为0.14和0.17 mm时，微织构的动压
摩擦系数变化规律. 从图9可以看出，试验时间为0~10 min 效果更强，具有更加显著的减磨作用，与图9和图10的
为磨合磨损阶段，10~30 min为稳定磨损阶段. 在磨合 结论一致. 同时还可以看出，试件表面还产生了黏着
0.2 mm 0.2 mm
(a) R=0.1 mm (b) R=0.14 mm
0.2 mm 0.2 mm
(c) R=0.17 mm (d) R=0.2 mm
Fig. 8 Optical image of micro texture with micro different sizes
图 8 不同尺寸的微织构的光学显微镜图片
