膜厚对粉末润滑层特性影响的试验研究

采用真实接触面积比定量表征粉末层的破坏过程,通过模型研究不同膜厚的粉末层承载和摩擦力分布情况。当膜厚值较小时,承载较小且承载峰值较低,承载不均匀,容易导致载荷集中,粉末层局部破坏严重,真实接触面积比较迅速下降。当膜厚值较大时,承载较大且承载峰值较多,承载均匀,粉末层破坏不严重,润滑效果好。膜厚值大则剪切力较大,粉末层局部被破坏,上下试件之间发生相对滑移,且剪切力较大的粉末层迅速被破坏,粉末层局部破坏扩散较快,真实接触面积比快速下降。

摩擦界面粉末润滑层破坏过程的机理分析

利用带有CCD数码相机的光学显微镜对面接触的摩擦副试件表面进行动态观测,观察粉末层的主要破坏形式、破坏过程。与模拟不同膜厚比的力学分布结合,结果表明:不同膜厚比的粉末润滑界面承载和摩擦力不同,对应粉末层分别处于粉末完整期、局部破坏、局部破坏扩散、完全破坏4个阶段;模拟摩擦界面压力和摩擦力的不均匀分布,导致粉末层破坏过程承载和摩擦力峰值处出现粉末局部破坏;粉末局部破坏区域的粉末脱落后,在微凸体的剪切作用下,粉末层进一步破坏,使得局部破坏的粉末层向四周扩散,粉末破坏过程进入粉末层局部破坏扩散阶段;随着粉末层破坏的进行,粉末层被完全破坏,进入粉末完全破坏阶段。