塑料材料的摩擦学性能研究综述

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1、塑料材料旳摩擦字性能研究综述钟跃兰顾大强術江大学机械工程学系，杭州310027）摘要简述了塑料材斜摩擦磨损的研究概况,详细阐述了摩擦因数载荷温度速度润滑表面粗糙度、"值和热性能等因素对塑料材料摩擦性能的影响,介绍了磨损的衡最标准和测最方法。矢键词塑料摩擦磨损摩擦因数载荷温度速度列值热性能收稿H期：2010208227塑料机械零件在工程领域中的应用口趋广泛，用作摩擦副时，其磨损问题尚未引起人们的足够重视。国内外矢于工程塑料材料的摩擦学研究尚不成熟，目前对塑料材料的摩擦磨损与润滑的研究,也主要借鉴于金属材料摩擦密损与

2、润滑的研究方法,矣于塑料材料的摩擦性能评定没有形成共识。笔者在参考国内外学者研究的基础上，从塑料零件的工程摩擦学设计角度，系统地阐述了靡擦因数载荷速度温度润滑表面粗糙度运行时间材料转移润滑对磨材料、环境条件、"值表面形貌等因素对塑料材料摩擦性能的影响。1影响塑料材料摩擦性能的主要因素1.1摩擦因数尖于摩擦的起因与机制，人们尚不清楚，但有矣试验表明，不同材料的摩擦因数不是一个常数，受到很多凶素的影响，至今尚无统一的理论来解释，这一结论不仅适用于金属材料，也适用于塑料材料。全永昕等⑴对影响材料摩擦因数的主要因素进行分

3、析发现摩擦因数与滑动条件材料组合和表面几何形状有矢，其值随滑动过程的不同阶段而异。王承鹤等心小在研究中将塑料材料的滑动磨损过程分为三个阶段：跑合期籍合阶段）稳定磨损期和加速磨损期。研究表明，在跑合期和加速磨损期，摩擦因数大，磨损率高，而在稳定磨损阶段，摩擦因数较小。尖于摩擦因数的研究，大多采用实验手段，摩擦因数的测最方法与测昴装置较多，国内常用的测杲装置之一是盘・销式滑动摩擦磨损装盘。笔者就载荷温度速度润滑表面粗糙度滑动距离或时间与摩擦因数的尖系作进一步的介绍。（1）载荷当速度较低时，恒定温度下，摩擦因数随载荷的

4、增大而减小；而恒定载荷下，摩擦因数随温度的升高而增大，在该阶段，爍擦副的接触为粘弹性状态，分子间作用力对摩擦因数影响较大。随着速度增大，材料的作用面上产生塑性流动，实际接触面积与作用载荷的大小成正比，摩擦因数保持稳定，与载荷的大小无矢，近似常数；当速度超过一定值，在载荷的作用下，摩擦副迅速升温，材料自身性质发生变化，导致摩擦机理改变，摩擦因数迅速增加，有学者认为，这是材料进入加速磨损期的标志,2*6-71。何春霞㈤用M-200（）型磨损试验机对聚甲醛（POM）、尼龙（PA）1010和聚四氟乙烯（PTFE）三种塑料

5、分别与直径4（）mm的钢轮进行滚-滑动摩擦，发现ROM和PTFE的摩擦因数随载荷的增加而减小，而PA1010的摩擦因数-载荷的变化规律则呈S形震荡，对载荷很敏感。根据材料的转移-依附理论，随载荷的增加，塑料与对磨件之间的摩擦接触面积增大，增加了依附层面积，改善了摩擦条件，从而使摩擦因数降低，POM和PTFE基本符合该规律。FVanDeVelde等⑶应用一滑动摩擦装置，在滑动速度5mm/s,摩擦距离240mm,环境温度为20〜23°C,载荷分别为300、8254440kN的条件下，对PA6•钢摩擦副的摩擦性能进行研

6、究发现，PA6-钢的摩擦因数随载荷增大而减小，而载荷为8254440kN两种条件下，摩擦因数相差不大，表明PA6可以承受巨大的载荷，摩擦因数在重载下变化不大。王海宝等®利用MPV・200型摩擦磨损试验机，在转动速度为300r/min,运行时间为30tnin的试验条件下，对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）合金轴承进行摩擦试验，发现载荷为100〜600N时，UHMWPE合金的摩擦因数随载荷的增加而减小。HUnal等叩利用盘-销摩擦磨损装置，在摩擦速度Q5m/s,载荷分别为2040SON,相应的円值为Q35XI7、1.

7、05MPam/s条件下，对RM6+30%玻璃纤维加固（GF）、"66、臥66+10%PTFE'PTFE+25%铜、PTFE+17%GF、PEEK'PEEK+20%GF聚苯硫醸（PPS）+30%GF和脂肪族聚酮（APK）热塑fife塑料进行摩擦因数•载荷测试。结果表明，这9种材料摩擦因数均随载荷的增大而减小，其中APK、PA46+30%GF、PA66的摩擦因数随载荷增加而减小的趋势尤为明显。SB.Habib^）利用一摩擦磨损实验装闫，对三种名称分别为DE20076,DEIOOKM,DEI2OI7的POM塑料和名称为

8、ZY103HSL的PA66分别与6061铝合金组成摩擦副进行实验,载荷为1〜6N时，PQVI和PA66材料的縻擦因数均随载荷的增加而减小。有学者将赠料材料摩擦因数随载荷的变化状态分为三个阶段:轻载，中载(载荷范围比较大)和重载阶段。轻载阶段齐同的摩擦材料副，轻载范围不同)呈现不同温度-载荷变化规律，摩擦因数也呈不同的变化趋势，恒定温度下，摩擦因数随载荷增加而减小，而恒定载