滑動磨損系數(shù)的影響因素

研究摩擦磨損試驗機摩擦系數(shù)的影響因素和變化規(guī)律，是控制摩擦過程和降低摩擦損耗的一條有效途徑。
摩擦系數(shù)是摩擦副系統(tǒng)的綜合特性，而不是材料本身的固有特性。
在給出一種材料的摩擦系數(shù)時，必需同時給出得出該數(shù)值的條件和所用的測試設(shè)備。
摩擦系數(shù)受摩擦過程各種因素的影響，其主要影響因素有如下幾個方面：
 

（一）表面膜對摩擦磨損試驗機的摩擦系數(shù)的影響
具有表面氧化膜的摩擦副，摩擦主要發(fā)生在膜層內(nèi)。對于金屬的摩擦來說，由于表面氧化膜的塑性和機械強度比金屬材料差，在摩擦過程中，膜先被破壞，金屬摩擦表面不易發(fā)生粘著，使摩擦系數(shù)降低，磨損減少。
在金屬摩擦表面涂覆軟金屬能有效地降低摩擦系數(shù)。其中以鎘對摩擦系數(shù)的影響最為明顯，但鎘與基體金屬的結(jié)合力較弱，容易在摩擦?xí)r被擦掉。
 

（二）．材料性質(zhì)對摩擦磨損試驗機的摩擦系數(shù)的影響
摩擦副的摩擦系數(shù)，隨配對材料性質(zhì)的不同而不同。分子或原子結(jié)構(gòu)相同或相近的兩種材料互溶性大，互溶性較大的材料組成摩擦副，易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)增高；反之，分子或原子結(jié)構(gòu)差別大則互溶性小，互溶性較小的材料組成摩擦副，不易發(fā)生粘著，摩擦系數(shù)一般都比較低。
因此，在設(shè)計摩擦副時，應(yīng)盡可能地選擇分子結(jié)構(gòu)或原子晶格差別大，互溶性小的材料組成摩擦副，以降低其摩擦系數(shù)。如果條件允許的話，應(yīng)盡可能選擇金屬與非金屬(工程塑料、復(fù)合材料等)組成摩擦副。
 

（三）載荷對摩擦磨損試驗機的摩擦系數(shù)的影響
載荷的大小直接影響摩擦副的接觸狀態(tài)，在不同的接觸狀態(tài)下，摩擦副所表現(xiàn)出來的摩擦特性也就不一樣。
一般情況下，摩擦系數(shù)將隨載荷的增加而增大，當載荷足夠大時越過一極大值，隨著載荷的繼續(xù)增大而摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定或減小。
 

（四）滑動速度對摩擦磨損試驗機的摩擦系數(shù)的影響
在一般情況下，摩擦系數(shù)隨滑動速度增加而升高，越過一極大值后，又隨滑動速度的增加而減少。
滑動速度對摩擦系數(shù)的影響，主要是它引起溫度的變化所至?；瑒铀俣纫鸬陌l(fā)熱和溫度的變化，改變了摩擦表面層的性質(zhì)和接觸狀況，因而摩擦系數(shù)必將隨之變化。對溫度不敏感的材料（如石墨），摩擦系數(shù)實際上幾乎與滑動速度無關(guān)。
 

（五）溫度對摩擦磨損試驗機的摩擦系數(shù)的影響
在摩擦過程中,溫度的變化使摩擦副表面材料的性質(zhì)發(fā)生改變,從而影響摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)隨摩擦副工作條件的不同而變化。具體情況需用試驗方法測定。
（１）對于大多數(shù)金屬摩擦副而言，其摩擦系數(shù)均隨溫度的升高而降低，極少數(shù)（如金-金）的摩擦系數(shù)均隨溫度的升高而升高。
（２）對于散熱性比較差的材料，特別是由熱塑性工程塑料組成的摩擦副，開始摩擦系數(shù)將隨著溫度的升高而增大，當表面溫度達到一定值，材料表面將被熔化。所以,一般工程塑料都只能在 一定的溫度范圍內(nèi)使用，超過這個溫度范圍，摩擦副材料將喪失其工作能力。
（３）對于金屬與復(fù)合材料組成的摩擦副，其摩擦系數(shù)在一定的范圍內(nèi)受溫度的影響較小，但是，當溫度超過某一極限值時，摩擦系數(shù)將隨溫度的升高而顯著下降。通常把這種現(xiàn)象稱為材料的熱衰退性。對于制動摩擦副，尤其應(yīng)控制在熱衰退的臨界溫度以下工作，以保證其具有足夠的制動能力。
 

（六）表面粗糙度對摩擦磨損試驗機的摩擦系數(shù)的影響
根據(jù)摩擦的分子—機械理論，當表面粗糙度值大于50μm時，分子分量可以忽略不計，因此，摩擦系數(shù)隨著表面粗糙度值的減小而降低；當表面粗糙度值特別小，小于20μm時，摩擦系數(shù)中的分子分量起主要作用，機械分量可以忽略不計，因此，摩擦系數(shù)隨著表面粗糙度值的減小而增大；表面粗糙度值愈小，實際接觸面積愈大，因而摩擦系數(shù)也就愈大；在一般情況下，即20μm ＜Ra＜50μm范圍內(nèi)，表面粗糙度對摩擦系數(shù)的影響不大。