塑料材料的摩擦学性能研究综述.pdf

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1、钟跃兰，等：塑料材料的摩擦学性能研究综述93塑料材料的摩擦学性能研究综述钟跃兰顾大强(浙江大学机械工程学系，杭州310027)摘要简述了塑料材料摩擦、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、pv值和热一)~-Ig等因素对塑料材料摩擦性能的影响，介绍了磨损的衡量标准和测量方法。关键词塑料摩擦磨损摩擦因数栽荷温度速度p值热性能塑料机械零件在工程领域中的应用日趋广泛，用作摩擦入加速磨损期的标志。。J。副时，其磨损问题尚未引起人们的足够重视。国内外关于工何春霞用M一2000型磨损试验机对聚甲醛(POM)、程塑料材料的摩擦学研究尚不成熟，目前对塑料材料的摩尼龙(P

2、A)1010和聚四氟乙烯(PrrFE)三种塑料分别与直径擦、磨损与润滑的研究，也主要借鉴于金属材料摩擦、磨损与40mm的钢轮进行滚一滑动摩擦，发现POM和PTFE的摩擦润滑的研究方法，关于塑料材料的摩擦性能评定没有形成共因数随载荷的增加而减小，而PAl010的摩擦因数一载荷的识。笔者在参考国内外学者研究的基础上，从塑料零件的工变化规律则呈s形震荡，对载荷很敏感。根据材料的转移一程摩擦学设计角度，系统地阐述了摩擦因数、载荷、速度、温依附理论，随载荷的增加，塑料与对磨件之间的摩擦接触面度、润滑、表面粗糙度、运行时间、材料转移、润滑、对磨材料、积增大，增加了依附层面积，改善了摩擦条件，从而使

3、摩擦因环境条件、pv值、表面形貌等因素对塑料材料摩擦性能的影数降低，POM和PTFE基本符合该规律。响。F．VanDeVelde等应用一滑动摩擦装置，在滑动速度1影响塑料材料摩擦性能的主要因素5mm／s，摩擦距离240mm，环境温度为20～23℃，载荷分别1．1摩擦因数为300、825、1440kN的条件下，对PA6一钢摩擦副的摩擦性关于摩擦的起因与机制，人们尚不清楚，但有关试验表能进行研究发现，PA6一钢的摩擦因数随载荷增大而减小，明，不同材料的摩擦因数不是一个常数，受到很多因素的影而载荷为825、1440kN两种条件下，摩擦因数相差不大，表响，至今尚无统一的理论来解释，这一结论不仅

4、适用于金属明PA6可以承受巨大的载荷，摩擦因数在重载下变化不大。材料，也适用于塑料材料。王海宝等利用MPV一200型摩擦磨损试验机，在转动全永昕等对影响材料摩擦因数的主要因素进行分析速度为300r／min，运行时间为30min的试验条件下，对超高发现摩擦因数与滑动条件、材料组合和表面几何形状有关，分子量聚乙烯(UHMWPE)合金轴承进行摩擦试验，发现载其值随滑动过程的不同阶段而异。王承鹤等。在研究中荷为100～600N时，UHMWPE合金的摩擦因数随载荷的增将塑料材料的滑动磨损过程分为三个阶段：跑合期(磨合阶加而减小。段)、稳定磨损期和加速磨损期。研究表明，在跑合期和加速H．Unal等

5、利用盘一销摩擦磨损装置，在摩擦速度0．5磨损期，摩擦因数大，磨损率高，而在稳定磨损阶段，摩擦因m／s，载荷分别为2O、4(】、60N，相应的值为0．35、0．7、1．05数较小。MPa·m／s条件下，对PA46+30％玻璃纤维加固(GF)、关于摩擦因数的研究，大多采用实验手段，摩擦因数的PA66、PA66+1O％PTFE、PTFE+25％铜、PTFE+17％GF、测量方法与测量装置较多，国内常用的测量装置之一是盘一PEEK、PEEK+20％GF、聚苯硫醚(PPS)+30％GF和脂肪族销式滑动摩擦磨损装置。笔者就载荷、温度、速度、润滑、表聚酮(APK)热塑性塑料进行摩擦因数一载荷测试。结

6、果表面粗糙度、滑动距离或时间与摩擦因数的关系作进一步的介明，这9种材料摩擦因数均随载荷的增大而减小，其中APK、绍。PA46+30％GF、PA66的摩擦因数随载荷增加而减小的趋势(1)载荷尤为明显。当速度较低时，恒定温度下，摩擦因数随载荷的增大而S．B．Habib_l利用一摩擦磨损实验装置，对三种名称分减小；而恒定载荷下，摩擦因数随温度的升高而增大，在该阶别为DE20076，DEIOOKM，DE12017的POM塑料和名称为段，摩擦副的接触为粘弹性状态，分子间作用力对摩擦因数ZY103HSL的PA66分别与6061铝合金组成摩擦副进行实影响较大。随着速度增大，材料的作用面上产生塑性流动

7、，验，载荷为l～6N时，POM和PA66材料的摩擦因数均随载实际接触面积与作用载荷的大小成正比，摩擦因数保持稳荷的增加而减小。定，与载荷的大小无关，近似常数；当速度超过一定值，在载有学者将塑料材料摩擦因数随载荷的变化状态分为三荷的作用下，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，这是材料进收稿日期：2010—08—27工程塑料应用2010年，第38卷，第11期个阶段：轻载，中载(载荷范围比较大)和重载