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影響橡膠摩擦磨損試驗機(jī)的因素有哪些

2022-10-13  閱讀(760)

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橡膠摩擦磨損試驗機(jī)主要適用于橡膠以及橡膠制品的耐磨、磨損、抗磨等力學(xué)性能測試。影響橡膠摩擦磨損試驗機(jī)的因素有哪些?中創(chuàng)小編帶你了解:  

    由于高彈性,低模量的特點(diǎn),橡膠的摩擦磨損性能受自身物理力學(xué)性能的影響較大。橡膠的硬度較小,與剛性物體接觸時,真實接觸面積較大,而真實接觸面積的大小是決定摩擦的重要因素,因此,橡膠的硬度對其摩擦性能的影響較大。

橡膠的粘彈性參數(shù)tanδ對摩擦力有直接的影響,而橡膠交聯(lián)度的降低,使tanδ增大,因此摩擦力增大,摩擦系數(shù)和磨損也隨之增大。

 橡膠表面自由能的高低決定了橡膠與對偶間相互作用力的大小,進(jìn)而對橡膠的粘著摩擦產(chǎn)生影響。一般而言,摩擦系數(shù)隨表面自由能的增加而增大。

  對橡膠進(jìn)行填充改性時,在改變橡膠的物理力學(xué)性能的同時,也改變了橡膠的摩擦學(xué)性能。研究單軸定向聚酰胺纖維增強(qiáng)的氯丁橡膠(SFRR)和芳綸短纖維增強(qiáng)的天然橡膠時,發(fā)現(xiàn)材料的摩擦學(xué)行為與滑動方向密切相關(guān),沿垂直于纖維取向方向摩擦?xí)r,磨損率比較低,沿纖維取向摩擦?xí)r,磨損比較大。在抗油性的丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠中,加入潤滑劑(如有機(jī)硅油、MoS2等)后發(fā)現(xiàn)MoS2可在橡膠表面形成一潤滑層,能降低表面能和滯后效應(yīng),進(jìn)而使摩擦系數(shù)顯著降低。

利用自身離子輔助離子鍍,在橡膠表面沉積一層銅、鈦、鎢、鋯等金屬,能有效降低橡膠與對偶間的真實接觸面積,顯著降低摩擦力。

 橡膠的摩擦與粘彈性參數(shù)tanδ和彈性模量有直接關(guān)系,彈性模量隨溫度的升高而降低,tanδ則隨溫度的升高先上升后下降(極值點(diǎn)溫度低于0°) 。隨溫度的升高,橡膠的彈性模量下降,磨損斑紋間距增大。高溫條件下,由于橡膠老化嚴(yán)重,撕裂強(qiáng)度降低,使得磨損率顯著增加,并且磨損率呈周期性大范圍變化。

  潤滑劑的存在可阻止橡膠與對偶面的直接接觸,粘著摩擦明顯降低,橡膠磨粒磨損的斑紋間距減小,磨損率也顯著降低。但在選用潤滑劑時,必須考慮它對橡膠的溶脹作用,以及高溫油潤滑所導(dǎo)致的橡膠的化學(xué)降解或熱降解,否則可能會加劇磨損。

  在水(或水溶液)潤滑條件下,隨對偶的不同,水對橡膠和對偶的摩擦磨損性能的影響也不同。當(dāng)對偶為惰性物質(zhì)(如玻璃)時,水層可以起到非常好的潤滑作用,摩擦系數(shù)隨潤滑膜膜厚的增加而降低。當(dāng)對偶較活潑時(如鋼)橡膠幾乎無磨損,而對偶的磨損則比干摩擦?xí)r大得多。

橡膠對有機(jī)溶劑及潤滑劑的溶脹作用比較敏感。一般情況下,溶脹會破壞橡膠的交聯(lián)體系,引起橡膠的硬度、撕裂強(qiáng)度等力學(xué)性能降低,導(dǎo)致磨損的增大。

 對于一些有活潑官能團(tuán)的橡膠(如NBR、HNBR),可利用其化學(xué)活性較高的特點(diǎn),使之與某種溶劑反應(yīng),在橡膠表面形成一層化學(xué)反應(yīng)膜來改善橡膠的摩擦學(xué)性能,利用碘溶液的溶脹作用對丁腈橡膠進(jìn)行了改性,改性后的NBR和HNBR的摩擦系數(shù)明顯降低。碘與橡膠表面的氰基結(jié)合形成一層薄而硬的改性層,此改性層具有降低摩擦的作用。然而,過度溶脹會使橡膠形成較厚改性層,因其與彈性本體的結(jié)合性較差,反而會導(dǎo)致摩擦增大,加劇磨損。

速度、載荷等因素都會對橡膠的摩擦磨損產(chǎn)生影響。一般而言,橡膠的摩擦系數(shù)隨載荷和滑動速度的增加而減小,過大的載荷和滑動速度都會引起試樣生熱和表面的破壞。



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