影响橡胶摩擦磨损性能的因素

由于高弹性，低模量的特点，橡胶的摩擦磨损性能受自身物理力学性能的影响较大。橡胶的硬度较小，与刚性物体接触时，真实接触面积较大，而真实接触面积的大小是决定摩擦的重要因素，因此，橡胶的硬度对其摩擦性能的影响较大。 橡胶的粘弹性参数tanδ对摩擦力有直接的影响，而橡胶交联度的降低，使tanδ增大，因此摩擦力增大，摩擦系数和磨损也随之增大。从物理化学的角度来看，交联越弱，磨损率越高，是由于较低程度的交联易被机械应力破坏的缘故。研究发现，电子束辐照导致乙丙三元橡胶的交联度增加，使得摩擦降低。 橡胶表面自由能的高低决定了橡胶与对偶间相互作用力的大小，进而对橡胶的粘着摩擦产生影响。一般而言，摩擦系数随表面自由能的增加而增大。 对橡胶进行填充改性时，在改变橡胶的物理力学性能的同时，也改变了橡胶的摩擦学性能。研究单轴定向聚酰胺纤维增强的氯丁橡胶(SFRR)和芳纶短纤维增强的天然橡胶时，发现材料的摩擦学行为与滑动方向密切相关，沿垂直于纤维取向方向摩擦时，磨损率 ，沿纤维取向摩擦时，磨损 大。在抗油性的丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶中，加入润滑剂(如有机硅油、MoS2等)后发现MoS2可在橡胶表面形成一润滑层，能降低表面能和滞后效应，进而使摩擦系数显著降低。 利用自身离子辅助离子镀，在橡胶表面沉积一层铜、钛、钨、锆等金属，能有效降低橡胶与对偶间的真实接触面积，显著降低摩擦力。氯化也可降低橡胶的摩擦系数及其对滑动速度和温度的依赖性。 橡胶的摩擦与粘弹性参数tanδ和弹性模量有直接关系，弹性模量随温度的升高而降低，tanδ则随温度的升高先上升后下降(极值点温度低于0°)。随温度的升高，橡胶的弹性模量下降，磨损斑纹间距增大。高温条件下，由于橡胶老化严重，撕裂强度降低，使得磨损率显著增加，并且磨损率呈周期性大范围变化。 润滑剂的存在可阻止橡胶与对偶面的直接接触，粘着摩擦明显降低，橡胶磨粒磨损的斑纹间距减小，磨损率也显著降低。但在选用润滑剂时，必须考虑它对橡胶的溶胀作用，以及高温油润滑所导致的橡胶的化学降解或热降解，否则可能会加剧磨损。

金属磨损量的测量方法汇总

磨损试验后，要确定其磨损量就一定要有 适宜的磨损量测量方法，下面就目前常用和特殊的几种方法进行介绍。 1）称重法测量磨损试验前后试样重量变化，其差数即为磨损量。称量法不适用于磨损量极微的磨损样品的测量。 2）测长法适用当精度的长度测量器对磨损试验前后的摩擦表面法向尺寸进行测量，其差数即为磨损量。选用器具要根据磨损样品的大小、形状及磨损量大小进行。对于磨损量在μm级的极小样品，测量时应在恒定条件下进行。 3）微观轮廓法试验前后在摩擦表面上同一部位记录其微观轮廓起伏曲线，即测定同一部位轮廓线的试验前后变化量，根据其变化量来确定磨损量。它主要用于磨损量及微小的样品。 4）人工测量基准法这种方法是在磨损试样表面上人为地做一个测量基准——凹痕，用试验前后测量凹痕的变化来确定磨损量。这种人工测量基准法使用于磨损量较小的磨损样品的磨损量测量。按人工基准形成方法不同又可分为三种：①压痕法；②台阶法；③切槽磨槽法。 5）化学分析法此法是利用化学分析来测定磨损试验摩擦偶件落在润滑剂中的磨损产物的含量，从而间接测定磨损速度。因为磨损试验时，金属屑不断掉入润滑剂中，润滑剂中的金属含量就不断增加，只需知道润滑剂的总量，便可每隔一定时间从油箱中取油样分析出单位体积的润滑剂的金属含量，得出每段时间的磨损速度。 6）放射性同位素法此方法的基本原理是首先使磨损试样带有放射性，或嵌入放射性物质，这样，在磨损过程中，落入润滑剂油中的磨损产物具有放射性，因此尚可利用计数器（盖率计数器或闪烁计数器等）确定润滑油中的放射性强度。通过标定，可换算成相应的磨损量。这种方法灵敏、迅速，可测微量磨损，但需特殊的防护措施及测量仪器。 7）运转特性改变法根据试样或零部件运转性的改变，来决定磨损程度。它是一种间接而综合的判定磨损的方法。