CN105424524B - 高温原位生成固体润滑膜摩擦学性能测试的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温原位生成固体润滑膜摩擦学性能测试的方法，该方法用高温原位生成固体润滑膜的摩擦试验机对上试样3和下试样4测试，其步骤：(1)对上试样3和下试样4进行预处理；(2)采用高温原位生成固体润滑膜摩擦试验机对上述步骤(1)称重后的上试样3和下试样4进行磨损；(3)对上述步骤(2)磨损后的上试样(3)和下试样(4)进行后处理，通过多组试样测试，在相同的磨损时间和相同的转速的条件下，比较下试样的磨斑直径的差值，即可分析得到上试样(3)、下试样(4)高温原位生成固态润滑膜的减磨量。该方法针对不同的反应性气相物的不同的反应条件、不同的物理性质，控制通入反应性气相物与惰性气体的通入时间和流速，提高对测试试样的测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及高温摩擦磨损实验方法领域，特别涉及一种可用于对高温试验条件下摩擦表面原位生成的固体润滑膜进行摩擦学性能测试的方法，该方法用于高温试验条件下测试多组分气体在高温环境下发生原位聚合反应生成固体润滑膜时对摩擦副的摩擦系数和磨损量。
背景技术
近年来，随着汽车、航空、航天等高新工业的飞速发展，对材料在高温条件下的摩擦学性能要求越来越高。国内常见机油最高使用温度一般为200℃，而国外市场上最高使用温度也不到400℃。因此在对磨工件表面涂覆高温固体润滑涂层是一种最为常见的解决方案。
在高温条件下，摩擦器件摩擦环境远比条件下常温下恶劣，高温试验条件下摩擦表面涂覆的高温固体润滑涂层很容易就被消耗，难以得到补充，摩擦器件得不到稳定而持续的润滑保护。而通过通入反应性气体在高温环境下原位生成的固体润滑膜，可以在高温条件下不断生成，在消耗的同时，也不断得到补充，从而可以在高温下持续工作，持续为摩擦器件提供润滑保护，是未来高温固体润滑膜的发展趋势。
为了研究这种新的高温原位生成固体润滑膜润滑方案，需要一种特殊的实验装置进行试验，例如，中国专利，其名称为《高温原位生成固体润滑膜试验机》专利号为：201410328906.6，该试验机包括上主轴 1、下主轴2和高温炉7，上试样3固定在所述上主轴1上，下试样4固定在所述下主轴2上，所述上试样 3和下试样4相接触，形成摩擦接触面，并置于高温炉7内部；所述高温炉7上设有进气通道5和出气通道肘，供气相化学物质进出；试验载荷施加在上主轴1的顶部，所述下主轴2由变频调速电机驱动；一个压力传感器的安装在上主轴1上，如图1所示。该试验机对对磨试样测试时，通入反应气相单体，并在试验过程中不断生成固体润滑膜并连续测试其摩擦学性能的试验机。然而，该试验机由于缺乏对对磨试样预处理和后处理，因对磨试样上的氧化层或污渍会影响实验结果，降低测试结果精度；由于不同的反应性气相物具有不同的气相反应条件，将不同的反应性气相物采用单一的通入方式高温通入，其反应气氛有时会干扰对磨试样测试环境，导致测试精度下降。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，提供了一种高温原位生成固体润滑膜摩擦学性能测试的方法，该方法对不同的反应性气相物的不同的反应条件、不同的物理性质，能够通过控制通入反应性气相物与惰性气体的通入时间和流速提高对对磨试样测试的测试精度。
为了实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：本发明的一种高温原位生成固体润滑膜摩擦学性能测试的方法，该方法采用高温原位生成固体润滑膜摩擦试验机对上试样3和下试样4测试，其具体步骤如下：
(1).对上试样3和下试样4进行预处理，具体方案如下：
(1-1).分别用砂纸对上试样3的端面、下试样4的端面研磨，直至上试样3的端面与下试样4的端面摩擦完全接触；
(1-2).再将研磨后的上试样3的端面和下试样4的端面用丙酮超声清洗、风干；
(1-3).最后，用分析天平对风干后的上试样3和下试样4试样称重；
(2).采用高温原位生成固体润滑膜摩擦试验机对上述步骤(1)称重后的上试样3和下试样4进行磨损，其步骤如下：
(2-1).将称重后的上试样3和下试样4放入试样仓，开启试验机电炉，调节试样仓内环境温度为200℃～ 800℃；
(2-2).试样仓达到环境温度后通入的流量为0.5L/s的氮气，通气温度维持在200℃～800℃，再通入高温原位聚合气相气体，其流量为0.005～0.100L/s，同时降低与其相同的氮气流量；
(2-3).当高温原位聚合气相气体和氮通入试样仓内10～120s后启动电机，带动下试样4转动对上试样3 进行磨损，转速为5～2300r/min，直至下试样的磨程达1～1000000m时终止磨损；
(2-4).上试样3、下试样4待温度降至室温后，从试样仓取出上试样3、下试样4；
(3).对上述步骤(2)磨损后的上试样3和下试样4进行后处理，其步骤如下：
(3-1).对上述步骤(2)磨损后的上试样3和下试样4的端面再次用丙酮超声清洗、风干；
(3-2).用分析天平对上述风干后的试样称重，测得磨损后试样的磨损量；
(3-3).分析上试样3的磨损量，测量下试样4的磨斑直径的差值(ΔWSD)，通过多组试样测试，在相同的磨损时间和相同的转速的条件下，比较试样的磨斑直径的差值(ΔWSD)的变化，即可分析得到上试样3、下试样4高温原位生成固态润滑膜的减磨量。
与现有的摩擦磨损试验方法相比，本发明具有以下特点：1.本发明的方法采用通过控制通入反应性气相气体与惰性气体的流速与通入时间，提高高温原位生成固体润滑膜试验机在通入不同反应条件、不同物理性质的反应性气相物时对对磨试样测试的测试精度。
2.该方法通过加入对试样的前处理与后处理能够避免外界因素的干扰，提高试验的准确性。
附图说明
，图1为高温原位生成国体润滑膜摩擦磨损试验机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明。
本发明的一种高温原位生成固体润滑膜摩擦学性能测试的方法，该方法采用高温原位生成固体润滑膜的摩擦学性能测试机对上试样3和下试样4测试，其具体步骤如下：(1).对上试样3和下试样4进行预处理，具体方案如下：
(1-1).分别用砂纸对上试样3的端面、下试样4的端面研磨，直至上试样3的端面与下试样4的端面摩擦完全接触；
(1-2).再将研磨后的上试样3的端面和下试样4的端面用丙酮超声清洗、风干；
(1-3).最后，用分析天平对风干后的上试样3和下试样4试样称重；
(2).采用高温原位生成固体润滑膜摩擦试验机对上述步骤(1)称重后的上试样3和下试样4进行磨损，其步骤如下：
(2-1).将称重后的上试样3和下试样4放入试样仓，开启试验机电炉，调节试样仓内环境温度600℃；
(2-2).试样仓达到环境温度后通入的流量为0.5L/s的氮气，通气温度维持在600℃，再通入高温原位聚合气相气体，其流量为0.5L/s的氮气，同时降低与相同的氮气流量；
(2-3).当高温原位聚合气相气体和氮气通入试样仓内60s后启动电机，带动下试样4转动对上试样3进行磨损，转速为200r/min，直至下试样的磨程达2000m时终止磨损；
(2-4).上试样3、下试样4待温度降至室温后，从试样仓取出上试样3、上试样4；
(3).对上述步骤(2)磨损后的上试样3和下试样4进行后处理，其步骤如下：
(3-1).对上述步骤(2)磨损后的上试样3和下试样4的端面再次用丙酮超声清洗、风干；
(3-2).用分析天平对上述风干后的试样称重，测得磨损后试样的磨损量；
(3-3).分析上试样3的磨损量，测量下试样4的磨斑直径的差值(ΔWSD)，通过多组试样测试，在相同的磨损时间和相同的转速的条件下，比较试样的磨斑直径的差值(ΔWSD)的变化，即可分析得到试样高温原位生成固态润滑膜的减磨量。
Claims (1)
1.一种高温原位生成固体润滑膜摩擦学性能测试的方法，该方法采用高温原位生成固体润滑膜的摩擦试验机对上试样（ 3） 和下试样（ 4） 测试，其特征在于，该方法具体步骤如下：
(1).对上试样（ 3） 和下试样（ 4） 进行预处理，具体方案如下：
(1-1).分别用砂纸对上试样（ 3） 的端面、下试样（ 4） 的端面研磨，直至上试样（ 3）的端面与下试样（ 4） 的端面摩擦完全接触；
(1-2).再将研磨后的上试样的端面和下试样的端面用丙酮超声清洗、风干；
(1-3).最后，用分析天平对风干后的上试样（ 3） 和下试样（ 4） 试样称重；
(2).采用高温原位生成固体润滑膜摩擦试验机对上述步骤(1)称重后的上试样（ 3）和下试样（ 4） 进行磨损，其步骤如下：
(2-1).将称重后的上试样（ 3） 和下试样（ 4） 放入试样仓，开启试验机电炉，调节试样仓内环境温度为200℃～800℃；
(2-2).试样仓达到环境温度后通入的流量为0.5L/s的氮气，通气温度维持在200℃～800℃，再通入高温原位聚合气相气体，其流量为0.005～0.100L/s，同时降低与其相同的氮气流量；
(2-3).当高温原位聚合气相气体和氮通入试样仓内10～120s后启动电机，带动下试样（ 4） 转动对上试样（ 3） 进行磨损，转速为5～2300r/min，直至下试样的磨程达1～1000000m时终止磨损；
(2-4).上试样（ 3） 、下试样（ 4） 待温度降至室温后，从试样仓取出上试样（ 3） 、下试样（ 4） ；
(3).对上述步骤(2)磨损后的上试样（ 3） 和下试样（ 4） 进行后处理，其步骤如下：
(3-1).对上述步骤(2)磨损后的上试样（ 3） 和下试样（ 4） 的端面再次用丙酮超声清洗、风干；
(3-2).用分析天平对上述风干后的试样称重，测得磨损后试样的磨损量；
(3-3).分析上试样（ 3） 的磨损量，测量下试样（ 4） 的磨斑直径的差值(ΔWSD)，通过多组试样测试，在相同的磨损时间和相同的转速的条件下，比较试样的磨斑直径的差值的变化，即可分析得到试样高温原位生成固态润滑膜的减磨量。
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