1. Propiedades de la superficie
Debido a la contaminación, el tratamiento térmico químico, la galvanoplastia y los lubricantes, se forma una capa de película superficial extremadamente delgada (como película de óxido, película de vulcanización, película de fosfatación, película de cloración, película de prohibición, película de cadmio, película de aluminio, etc.) superficie metálica, lo que hace que la capa superficial tenga propiedades diferentes de la matriz.Si la película superficial está dentro de un cierto espesor, el área de contacto real todavía depende del material del sustrato en lugar de la película superficial, y la resistencia al corte de la película superficial puede ser menor que la del material del sustrato.Por otro lado, debido a la existencia de la película superficial, es difícil de adherir, por lo que la fuerza de fricción y el factor de fricción pueden reducirse.
El espesor de la película superficial también tiene una gran influencia en el factor de fricción.Si la película superficial es demasiado delgada, es fácil romperla y existe un contacto directo con el material de la matriz.Si la película superficial es demasiado gruesa, por un lado, el área de contacto real aumentará debido a la película suave; Por otro lado, el efecto de surco de los micro-picos en la película superficial también es prominente.Se puede ver que la película superficial tiene un espesor óptimo que vale la pena buscar.
2. Propiedades materiales
Los factores de fricción de los pares de fricción de metal varían con las propiedades de los materiales coincidentes.En términos generales, el mismo par de fricción de metal o metal con mayor solubilidad mutua, fácil de adherir, su factor de fricción es mayor;Por el contrario, el factor de fricción es pequeño.Los materiales con diferentes estructuras tienen diferentes propiedades de fricción.Por ejemplo, el grafito tiene una estructura laminar estable y la fuerza de unión interlamelar es pequeña, fácil de deslizar, por lo que el factor de fricción es pequeño;Para otro ejemplo, el par de fricción emparejado con diamante no es fácil de pegar debido a su alta dureza y área de contacto real pequeña, y su factor de fricción también es pequeño.
3. La temperatura
La influencia de la temperatura del medio circundante en el factor de fricción es causada principalmente por los cambios en las propiedades del material de la superficie. Bowden y col. demostró que el factor de fricción de muchos metales (como molibdeno, tungsteno, barbillas, etc.) y sus compuestos se minimiza cuando la temperatura del medio circundante está entre 700 ℃ y 800 ℃.Este fenómeno es causado por la disminución de la resistencia al corte causada por el aumento inicial de la temperatura y la fuerte disminución del punto de fluencia causada por un aumento adicional de la temperatura, lo que resulta en un aumento del área de contacto real.Sin embargo, el valor máximo del factor de fricción aparecerá con el cambio de temperatura durante el par de fricción de polímero alto o el mecanizado a presión.
De lo anterior se puede ver que la influencia de la temperatura en el factor de fricción es variable, y la relación entre la temperatura y el factor de fricción se vuelve muy complicada debido a la influencia de condiciones de trabajo específicas, características del material, cambios en la película de oxidación y otros factores.
4. Velocidad de movimiento relativa
En general, la velocidad de deslizamiento provocará un calentamiento de la superficie y un aumento de la temperatura, cambiando así las propiedades de la superficie, por lo que el factor de fricción cambiará en consecuencia.
La figura 1 muestra los resultados del experimento de klagelski et al.Para el par de fricción en el estado general de contacto plástico-elástico, el factor de fricción pasa un valor máximo con el aumento de la velocidad de deslizamiento, como se muestra en las curvas 2 y 3, y con el aumento de la normalidad carga entre las superficies duales, la posición del valor máximo se mueve al origen de las coordenadas.Cuando el poste de carga es pequeño, la curva solo tiene la parte ascendente.Cuando la carga es extremadamente grande, la curva solo tiene la parte descendente, como se muestra en la figura 1 y 4.
Cuando la velocidad de deslizamiento relativa de la superficie dual del par de fricción excede 50 m / s, se genera una gran cantidad de calor de fricción en la superficie de contacto.Debido a que el punto de contacto del tiempo de contacto continuo es corto, se genera una gran cantidad de calor por fricción en el momento de no difusión interna al sustrato, por lo que el calor por fricción en la superficie, la temperatura de la superficie es mayor en la capa de fusión, fluido de metal fundido efecto de lubricación, hacer que el coeficiente de fricción disminuya con el aumento de la velocidad, como el cobre cuando la velocidad de deslizamiento de 135 m / s, su coeficiente de fricción es 0. 055;A 350 m / s, cae a 0. 035.Sin embargo, el factor de fricción de algunos materiales, como el grafito, apenas se ve afectado por la velocidad de deslizamiento, porque las propiedades mecánicas de dichos materiales pueden permanecer constantes en un amplio rango de temperaturas.
Para la fricción límite, en el rango de baja velocidad con la velocidad por debajo de 0. 0035 m / s, es decir, la transición de la fricción estática a la fricción dinámica, con la aceleración de la velocidad, el factor de fricción de la película adsorbida gradualmente disminuye y tiende a un valor constante, y el factor de fricción de la película de reacción también aumenta gradualmente y tiende a un valor constante.
FIG. 1 influencia de la velocidad de deslizamiento
1 - carga muy pequeña 2, 3 - carga media 4 - carga muy grande
5. La carga
En general, el factor de fricción del par de fricción de metal disminuye con el aumento de la carga y luego tiende a ser estable, lo que puede explicarse por la teoría de la adhesión.Cuando la carga es muy pequeña, las dos superficies duales están en estado de contacto elástico, entonces el área de contacto real es proporcional a la potencia 2 / 3 de la carga, y de acuerdo con la teoría de adhesión, el la fuerza de fricción es proporcional al área de contacto real, por lo que el factor de fricción es inversamente proporcional a la potencia 1 / 3 de la carga;Cuando la carga es grande, las dos superficies duales están en un estado de contacto elastoplástico. El área de contacto real es proporcional al cuadrado 2 / 3 ~ 1 de la carga. Por lo tanto, el factor de fricción disminuye lentamente y tiende a ser estable con el aumento de la carga.Cuando la carga es lo suficientemente grande como para que las dos superficies duales estén en estado de contacto plástico, el factor de fricción es básicamente independiente de la carga.
El factor de fricción estática también está relacionado con la duración del contacto estacionario entre los dos pares de superficies bajo carga.En general, cuanto mayor es la duración del contacto estático, mayor es el factor de fricción estática.Esto se debe a la acción de la carga, de modo que el lugar de contacto deforma el plástico, con la extensión del tiempo de contacto estático, se aumentará el área de contacto real, micro picos incrustados entre sí.Más profundamente causado.
6. Rugosidad de la superficie
En el caso del contacto plástico, debido a que la rugosidad de la superficie tiene poco efecto sobre el área de contacto real, se puede considerar que el factor de fricción casi no se ve afectado por la rugosidad de la superficie.Para el par de fricción seca de contacto elástico o elástico-plástico, cuando el valor de rugosidad de la superficie es muy pequeño, el efecto mecánico es menor, pero la fuerza molecular es mayor;Y viceversa.Se puede ver que el factor de fricción tendrá un valor mínimo con la variación de la rugosidad de la superficie.
La influencia de los factores anteriores sobre el factor de fricción no está aislada, sino interrelacionada, lo que debe tenerse en cuenta en el análisis.