[发明专利]异种金属摩擦配副腐蚀磨损性能测试方法及测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及腐蚀磨损模拟实验测试技术领域，特别涉及异种金属摩擦配副腐蚀磨损性能测试方法及测试装置。

背景技术

金属材料的腐蚀磨损是摩擦配副接触表面的机械磨损并与周围腐蚀介质发生化学或者电化学腐蚀的共同作用，导致材料表面失效的现象。这种材料的特殊失效形式是由力学、化学和电化学因素及它们之间的交互作用共同影响的结果。金属的腐蚀磨损现象在石油化工、机械、冶金采矿、能源化工、海洋工程机械、人体植入材料等领域非常常见。传统的测试手段不能够实现对金属材料的摩擦磨损性能及腐蚀电化学性能的同步测试，但是获得金属摩擦磨损过程中的电化学变化特征对金属的腐蚀磨损特性研究和有效减少金属的腐蚀磨损失效显得尤为重要。

现有技术中通过电化学参数变化对金属的腐蚀磨损特性的研究有多种形式：例如授权公告号为CN 200952990Y的中国专利ZL200620111395.3公开的“一种腐蚀与磨损交互作用动态测量装置”，该装置可用于材料腐蚀与磨损交互作用机理的动态研究及选材实验，具有较好的实用价值。再如授权公告号为CN 101477010 B的中国专利ZL200076139.3公开的“一种腐蚀产物膜磨损性能及腐蚀电化学测试装置”，该测试装置可以测量腐蚀产物膜的耐磨损性能，同时对磨损过程中有腐蚀产物膜的试样进行电化学参数的测量，得到腐蚀产物膜磨损不同时间后的电化学参数值。再如中国科学院金属研究所姜晓霞等设计的测量不同腐蚀介质中金属基体腐蚀磨损性能的装置（姜晓霞，李诗卓，李曙，《金属的腐蚀磨损》，北京：化学工业出版社，2003）。再如授权公告号为CN 87214788U的中国专利公开的“一种腐蚀和磨损同步测量装置”，该装置通过金属试样在砂浆内转动，通过恒电位仪和金属试样的质量变化实现检测。再如授权公告号为CN 202403993 U的中国专利201120565860.1公开的一种摩擦磨损性能及腐蚀电化学测试装置，包括试样台、溶液槽、电化学测试系统和摩擦磨损试验测试系统，试样通过密封圈设置在试样台上并通过试样导线与电化学测试系统相连，辅助电极与参比电极分别通过辅助电极导线与参比电极导线导出并与电化学测试系统相连，摩擦件固定在摩擦磨损测试系统的摩擦件固定槽内，测试时在试样表面工作，与试样以摩擦副的形式配合；该装置通过摩擦磨损试验测试系统进行加载摩擦磨损实验，同时进行电化学信号的采集，能够测量不同载荷以及不同溶液环境下的试样的电化学参数，摩擦实验结束后，取出试样再次对试样进行称重，可以得到材料的质量损失，同时获得摩擦过程中的摩擦系数以及电化学性能的信息，实现对材料摩擦腐蚀性能的原位研究。

但是，现有的上述装置主要侧重于金属的腐蚀磨损交互作用研究，不能对异种金属摩擦配副之间存在的电偶腐蚀进行测试，这对于认识异种金属摩擦配副的腐蚀特性及材料失效特性的研究带来了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种异种金属摩擦配副腐蚀磨损性能测试方法及测试装置，以解决现有的测试装置不能对异种金属摩擦配副之间存在的电偶腐蚀进行测试的问题。

为实现上述目的，本发明中采用的技术方案是：异种金属摩擦配副腐蚀磨损性能测试方法，该方法是将待测试的第一金属试样和第二金属试样以摩擦副的形式装配在一起，使第一、二金属试样在腐蚀溶液内发生相对运动，同时将ZRA电偶腐蚀计的两个工作电极接口和一个参比电极接口分别与第一金属试样、第二金属试样和设置在腐蚀溶液内的参比电极连接，通过ZRA电偶腐蚀计记录的电化学参数变化和第一、二金属试样的质量损失来测试异种金属摩擦配副的腐蚀磨损性能。

该方法包括调整所述第一金属试样与第二金属试样的压紧力的步骤。

试验过程中所述腐蚀溶液充满相应的溶液槽并密封在溶液槽内。

异种金属摩擦配副腐蚀磨损性能测试装置，包括溶液槽、参比电极、试样台、摩擦磨损试验测试系统，所述试样台上设有用于固定第一金属试样的第一试样固定座，所述摩擦磨损试验测试系统包括用于固定第二金属试样的第二试样固定座，所述异种金属摩擦配副腐蚀磨损性能测试装置还包括ZRA电偶腐蚀计，所述ZRA电偶腐蚀计的两个工作电极接口和一个参比电极接口分别与第一金属试样、第二金属试样和设置在腐蚀溶液内的参比电极连接。

所述摩擦磨损试验测试系统包括水平往复移动的滑动部分，所述试样台与滑动部分固定连接；所述溶液槽由槽侧壁和位于槽侧壁下方的试样台围成，所述槽侧壁的底部端面与所述试样台滑动密封配合。