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滑動摩擦磨損試驗機的法向載荷對摩擦系數和體積磨損率的影響
1、法向載荷對尼龍“及其復合材料摩擦系數的影響
圖7-1所示為滑動速度為94.25mm/s，磨損時間為20min時，尼龍66及其復合材料的摩擦系數隨法向載荷的變化曲線。從圖中可以看出，相同載荷下，PA66/SEBS-g-MA復合材料的摩擦系數最小，純尼龍66的摩擦系數最大。尼龍66及其復合材料的摩擦系數都隨著法向載荷的增大先增大后減小，在4N時達最小值。
在微觀上，摩擦面的接觸只有其表面的微突體間緊密接觸，摩擦面之間的實際接觸面積是全部微突體接觸面積的總和，這決定著摩擦阻力的大小。在法向載荷作用下，微突體發生變形，使摩擦面實際接觸面積增大。因此，法向載荷增大，摩擦力也隨之增大，但這種變化不呈線性關系。法向載荷的進一步增大，使得微突體變形越來越困難，摩擦面實際接觸面積增大幅度越來越小;另一方面，試驗過程中部分材料轉移到對偶件GCr 15鋼球上。試驗初期，鋼球上的粘著物很少，隨著載荷的增加，鋼球上的粘著物增多并在其表面涂抹，摩擦副接觸表面之間的滑動轉化為部分同質材料之間的滑動。雖然尼龍66材料的粘著物不易在鋼球表面形成穩定膜，且有部分脫落，但隨著法向載荷的增加，會有部分粘著物承受碾壓，呈現出由疏松粗糙至光滑密實的變化趨勢，尼龍66基體材料所受的剪切力逐漸減小，故摩擦系數隨之呈減小趨勢。
2、法向載荷對尼龍“及其復合材料體積磨損率的影響
圖7-2所示為滑動速度為125.66mm/s，磨損時間為20min時，尼龍66及其復合材料的體積磨損率隨法向載荷的變化曲線。從圖中可以看出，尼龍66及其復合材料的體積磨損率隨載荷的增大而減小，基本呈線性關系。這說明磨損速率的減少基本上是由載荷升高引起的。法向載荷增大時，材料承受的剪應力增大;另外，法向載荷增大時，真實接觸面積增大，粘著磨損和磨損表面塑性變形加劇，會有部分尼龍66材料的粘著物承受碾壓，呈現出由疏松粗糙至光滑密實的變化趨勢，尼龍66基體材料所受的剪切力和摩擦系數逐漸減小，故體積磨損率也逐漸減小。相同載荷下，PA66/SEBS-g-MA復合材料的體積磨損率最小。
