459 / 2021-06-18 09:24:41

干摩擦下载荷和转速对氮化硅摩擦磨损特性的试验研究

材料失效的主要形式包括磨损、断裂和腐蚀，其中磨损失效约占设备损坏的70%。以氮化硅（Si3N4）为代表的工程陶瓷因其优异的高强度、高硬度和耐磨耗等性能被广泛应用。因此，本研究以氮化硅球和盘为样本，通过球盘滑动摩擦的方式，探究了载荷和转速对其摩擦学行为和磨损机理的影响规律。结果表明，随着载荷和转速的增加，氮化硅摩擦副接触区域的温度均呈上升趋势，且随着摩擦进行，均稳定在某一范围内。而磨损率与摩擦系数则随着载荷和转速的增加最终呈现下降趋势，出现这一现象的原因是接触区域的温升使表面凸起的峰发生软化，在表面形成一层软膜，有利于润滑与减磨。通过扫描电子显微镜可以清晰地看到摩损后的表面存在一层“鱼鳞状”的黏着物，具有明显的方向性和较大的覆盖率。即随着载荷和转速的增加，氮化硅摩擦副接触区域的温度升高，使表面发生软化与黏着，磨损机理由磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损。因此，适当提高氮化硅摩擦副的加载载荷和滑动速度有利于摩擦磨损特性的提高。