[发明专利]一种通过改变加载载荷提高表面摩擦磨损性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面摩擦磨损性能领域，特指一种通过改变加载载荷提高表面摩擦磨损性能的方法。

背景技术

由于改进机械加工表面织构可以提高机械零件的耐磨性、可靠性和使用寿命，而准确地评价和表征表面织构是其前提和基础，正确地规定和控制表面织构，其作用往往不亚于采用一种新材料和新结构，有着重大的经济价值。表面织构是由于在加工过程中，刀具或磨料与零件之间发生塑性变形和金属撕裂，在零件的被加工表面上残留下各种不同形状和尺寸的微观几何形态。由于表面织构不同，两物体的接触总是不连续的，表面织构在评定摩擦磨损中有重要的意义。因此对表面织构特征识别和评定的研究及如何确定影响摩擦的最基本的织构参数越来越为工程技术界所重视，也一直是摩擦学、表面工程学等领域研究的重要课题之一。近年来随着测试技术的不断发展，人们对不同加工方法的表面织构进行了较深入的描述，共同的愿望就是想通过对其研究来寻找摩擦磨损的特性。不同的加工机理有各自的微观织构，其表面的接触性质不同，摩擦学特性也不同。本发明针对这一问题，开发出一种通过改变加载载荷提高表面摩擦磨损性能的方法。经过查询，未见有相关专利发表。

发明内容

本发明涉及一种通过改变加载载荷提高表面摩擦磨损性能的方法。其特征在于：将45号碳素钢表面进行刨削加工得到粗糙度为Ra3.2的表面；再进行调质处理，将长100mm×宽85mm×高20mm工件加热到840℃保温2小时，然后迅速放入10％盐水溶液中进行冷淬，使之完全淬透，再对工件进行高温回火处理，560℃保温1.5小时，得到的45号碳素钢硬度为35HRC左右；最后将处理过的45号碳素钢加工成尺寸为长22mm×宽20mm×高4mm的试件。摩擦试验前，须用酒精顺着纹理的方向擦拭试件表面，摩擦过程中用润滑油对表面进行润滑。摩擦磨损试验在多功能摩擦磨损试验机上进行，采用往复式摩擦方式，设定加载载荷为100g～400g，设定时间为300s，分别得到载荷与磨痕深度、载荷与摩擦系数的关系曲线。当载荷为100g～250g时，随着载荷的增加，磨损量逐渐增加，摩擦系数增大；当载荷在250g～400g的时，磨损量呈缓慢增长趋势，摩擦系数开始下降。当载荷在400g时，试件的摩擦系数最小，试件的耐磨性能和减磨性能明显提高。

附图说明

图1不同载荷下的磨痕深度曲线

从图1可见，在润滑的情况下，当载荷为100g～250g时，随着载荷的增加，磨损量逐渐增加，摩擦系数增大；当载荷在250g～400g的时，磨损量呈缓慢增长趋势，摩擦系数开始下降。

图2不同载荷下的摩擦系数曲线

从图2中可以看到，外界载荷的变化对摩擦系数有一定的影响。在频率相同的情况下，随着外界载荷的增大，大于250g后，摩擦系数呈现出减小的趋势，当载荷在400g时，试件的摩擦系数最小。

具体实施方式

实施例1：

将45号碳素钢表面进行刨削加工得到粗糙度为Ra3.2的表面；再进行调质处理，将长100mm×宽85mm×高20mm工件加热到840℃保温2小时，然后迅速放入10％盐水溶液中进行冷淬，使之完全淬透，再对工件进行高温回火处理，560℃保温1.5小时，得到的45号碳素钢硬度为35HRC左右；最后将处理过的45号碳素钢加工成尺寸为长22mm×宽20mm×高4mm的试件。摩擦试验前，须用酒精顺着纹理的方向擦拭试件表面，摩擦过程中用润滑油对表面进行润滑。摩擦磨损试验在多功能摩擦磨损试验机上进行，采用往复式摩擦方式，设定加载载荷为100g，设定时间为300s，分别得到载荷与磨痕深度、载荷与摩擦系数的关系曲线。从图1，图2中可以看到，当载荷为100g时，平均磨痕深度为2.35μm，平均摩擦系数约为0.15，摩擦磨损性能一般。

实施例2：