金属材料滑动载流摩擦磨损测试方法.docx
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金属材料滑动载流摩擦磨损测试方法
1范围
本文件规定了金属材料的滑动载流摩擦磨损测试方法原理、试样要求、术语和定义、测试过程和测试报告。
本文件适用于金属材料滑动载流摩擦磨损的测试。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1031—2009表面粗糙度参数及其数值
GB/T12444—2006金属材料磨损试验方法试环-试块滑动磨损试验
GB/T17754—2012摩擦学术语
GB/T2040—2008铜及铜合金板材
GB/T3960—2016塑料滑动摩擦磨损试验方法
3方法原理
标引序号说明：
1——旋转主轴
2——盘试样
3——销试样
4——高速相机
5——光敏元件
6——卡具
7——法向力传感器
图1测试方法原理
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本文件测试方法采用滑动载流摩擦试验机，测试方法的基本原理见图1。销试样装卡在导电卡具中，盘试样由旋转主轴驱动且两者绝缘，两个销试样和一个盘试样构成滑动载流摩擦副。销试样和盘试样间的正压力由电液伺服阀和液压缸施加，实时动态法向力由法向力传感器测得。试验过程中的电弧形态和电弧光强分别由高速相机和光敏元件测试。实时电流、电弧形态、实时动态法向力、摩擦系数等数据均同步采集。
4试样要求
被测金属材料可加工为销试样，也可加工为盘试样，相应的对磨试样需加工为盘试样或销试样。两个销试样和一个盘试样构成销盘载流摩擦副，见图2。销试样和盘试样接触位置的粗糙度Ra均为0.8μm。
本文件宜使用的试样尺寸为：销试样高20mm，长为14mm，宽为9mm，14mm×9mm的底面为接触面。盘试样直径180mm，厚度不低于25mm。盘试样可重复使用，但每次试验前均需进行打磨，去除前次试验痕迹，并使粗糙度Ra达到0.8μm。
可根据实际需求，加工制备其他尺寸的销盘摩擦副。
试验前，需通过分析天平称重获得被测试样的质量，精度为0.1mg。
销试样
盘试样
图2销盘载流摩擦副示意图
5术语和定义
5.1接触压力contactpressure
P
P=
式中：
N——销试样和盘试样间的法向力；S——接触面积。
5.2线速度linervelocity
v
销试样中心位置相对于盘试样接触区的线速度，
N
S
（1）
v=2πLω
式中：
L——销试样中心位置至盘试样中心位置的距离；
（2）
3
ω——试验机主轴单位时间内的旋转转数。
5.3电流密度currentdensity
ρ
单位接触面积传导的电流，
p=
式中：
I——通过接触面的电流值；
S——接触面积。
5.4载流滑动距离current-carryingslidingdistance
s
s=vtc
式中：
v——线速度；
tc——载流试验时间。
5.5平均载流摩擦系数averagecurrent-carryingfrictioncoefficient
μ
μ=
式中：
T——载流试验时间内的扭矩平均值；
N——载流试验时间内实测法向力的平均值；
L——销试样中心位置至盘试样中心位置的距离。
5.6载流摩擦系数波动性fluctuationofcurrent-carryingfrictioncoefficient
δμ
δμ=(μi-μ)2根100%μ
式中：
n——载流试验时间内采集到数据的总个数。
i——数据的序号；
μi——载流试验时间内第i个摩擦系数；
μ——平均载流摩擦系数。
5.7载流磨损率current-carryingwearrate
w
w=
式中：
Δw——载流试验中被测试样的质量损失；
s——载流滑动距离。
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
4
5.8电流波动性
δI
式中：
fluctuationofcurrent
δI=
1
1(Ii-I)2
ni=1
I
x100%
n——载流试验时间内采集到数据的总个数。
i——数据的序号；
Ii——载流试验时间内第i个电流值；
I——载流试验时间内的平均电流。
5.9燃弧率arcingrate
σ
t
σ=x100%
tc
式中：
t——