机械工程学报

作者：宋晨飞, 孙毓明, 张燕燕, 孙逸翔, 张永振

单位：1. 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室 洛阳 471023;；2. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室 兰州 730000;；3. 机械科学研究总院武汉材料保护研究所 武汉 430030

关键词：滚动,失效,载流摩擦；

基金：国家自然科学基金（51775173，51405134）、中国博士后科学基金（2016M590676）和固体润滑国家重点实验室开放课题（LSL-1509）资助项目。

采用FTM-CF100载流摩擦试验机，以纯铜对滚配副为例研究了滚动载流摩擦副的失效行为和失效机制。随着测试时间的增加，摩擦因数首先保持平稳然后逐步上升，传导的电流在初期较快增加后保持稳定，在此过程中摩擦因数和电流的波动性增加。经过至少180 min运行后，保持电压不变时最终得到的摩擦因数和电流随载荷的增加而增加，且高载荷有利于获取较低的载流/摩擦波动性；保持载荷不变时高电压下摩擦因数更高而且波动性更大，均高于无电流情形。滚动载流摩擦副性能失效表现为摩擦因数的大幅上升以及电流波动性恶化，增加载荷和电压均加速失效过程。结合微观表征，推测在高压力和电阻热的作用下表面微凸峰易发生形变，造成载流摩擦表面粗糙度下降，因而真实接触面积增加从而电流上升；但此时铜材料易产生黏着，引起摩擦因数的升高；载流摩擦表面的局部氧化和氧化磨粒导致了载流/摩擦的波动性加剧。

来源：2019年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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