角位移、载荷对铸型尼龙端面扭动摩擦学行为的影响

摘要

采用自行设计的端面扭动摩擦磨损试验机，研究了5％玻璃纤维增强铸型尼龙复合材料(以下简称尼龙)在不同法向载荷及不同角位移下的端面扭动摩擦学行为。使用扫描电子显微镜(SEM)观察尼龙的磨损形貌，使用光学显微镜和三维形貌仪观察45#钢偶副磨损形貌。实验结果表明：端面扭动摩擦的扭矩.角位移(T-θ)曲线呈现平行四边形状和椭圆状2种类型;角位移和法向载荷是影响尼龙材料端面扭动摩擦学性能的重要因素;随着角位移的增加，摩擦系数增大，磨损率增加，端面扭动摩擦配副的实际接触面增加;随着法向载荷的增加，摩擦系数变化越早进入稳定阶段，磨损率先减少后增加，端面扭动摩擦配副的实际接触面增加。角位移较小时，尼龙材料的磨损机制为塑性变形和粘着，角位移较大时，尼龙材料主要磨损机制为疲劳磨损。尼龙材料的扭动磨损区域分为轻微磨损的中心区域、严重塑性变形和黏着磨损的区域(距离接触中心1.5-3.5mm处);轻微粘着磨损的边缘区域(距离接触中心3.5-5mm)。