高分子材料所涉及的工况条件主要有压力(P,载荷)、速度(v)及工作温度(T)等,使用压力对其性能的影响比较明显。表5-7给出了常用高分子材料的使用参数。可以看出:材料的强度越高、刚性越大、摩擦副的减摩自润滑性能越好,摩擦副的承载能力就越大。
中航时代-滑动摩擦磨损试验机-橡胶塑料摩擦试验机-GB摩擦磨损试验机
表5-7常用自润滑材料的使用特性
有研究者探索了碳纤维(CF)等无机填料增强的聚四氟乙烯材料在低、中、高载荷下的摩擦磨损行为:材料的摩擦系数随载荷的增大而降低;在低、中载荷下,材料的磨损率变化不大,但在较高载荷下,其磨损率明显增加。对不同载荷下磨损与变形的相关研究表明,在载荷达到一定极限值之前,材料一直保持相当低的磨损率,而当使用载荷接近或超过此极限时,材料呈现明显的磨损。
速度和温度对高分子材料承载能力也有很大的影响。通常,在速度增加时,高分子材料相应的承载能力都有不同程度的降低,这主要是由于摩擦功耗及摩擦偶件热负荷的增大,将导致表面工作温度的上升,从而造成表层材料性质变化和摩擦润滑状况的劣化所致。另外,随着环境温度的提高,在相同的速度、载荷条件下,摩擦副的摩擦磨损性能将显著降低。需要指出,由于材料特性的差异,温度对不同高分子材料的承载能力的影响规律各不相同,常温下聚甲醛和尼龙的压缩强度远大于聚四氟乙烯;但随着温度的升高,二者的承载能力迅速下降,丧失了在机械强度性能方面的优势。
增强组分与高分子基体的协同效应:
通常,具有减摩性的高分子材料与金属材料配副使用时,显示出良好的摩擦磨损行为,但是高分子材料存在着屈服强度低、抗蠕变、耐高温能力差、导热性不良以及热膨胀系数大等缺陷。通过加入某些增强组分并通过合理的配方设计,可以改善某一方面或几方面的性能要求。配方组分的选择应通过模拟试验确定,特别需要