基體金屬相對硬度與磨損速率-氧化物分析顯微鏡
金屬氧化物
微動形成的金屬氧化物的性能極大地影響了微動損傷的程度和
微動的動力特性。由微動作用產生的氧化碎屑將增大摩擦系數,并
通過研磨作用增大表面損傷;w金屬的相對硬度是決定磨損速率
較重要的因素。也就是說,硬金屬產生的軟氧化物對微動磨損有抵
抗作用,而軟金屬產生的硬氧化物則會造成嚴重的磨損。金屬與氧
化物結合強度的改變使金屬氧化物的影響變得更為復雜。
微動過程中兩個接觸材料的表面初始都會被氧化。由于氧化物
的塑性比基材要差,當硬度不同的材料接觸時,較硬的材料對較軟
的材料產生局部支撐作用,從而抑制了氧化物的破碎,氧化物的破
碎是金屬接觸和形成低接觸電阻的必要條件。但在具有相似硬度的
金屬接觸時,易產生氧化膜的廣泛破碎。進一步說,破裂的重疊程
度會更高,更容易從中形成金屬橋,這一假設可由實驗得到證明,
實驗中一個為鍍有薄金的試樣與已被嚴重氧化而沒經擦拭的錫一鉛
樣品接觸,另一個是有厚的錫.鉛鍍層試樣與具有同樣氧化程度的
錫.鉛樣本接觸,兩接觸對比較的結果是前者比后者的接觸電阻要
高得多。
摩擦系數
如果滑動幅值很小,或許可以通過提高摩擦系數阻止滑動,因
為發生滑動時切向力必須大于正應力和摩擦系數的乘積。但是大的
摩擦力會導致嚴重的塑性形變和接觸的疲勞失效。因塑性應變累積
和接觸面失效產生的磨損顆粒會形成犁溝效應,增大摩擦力,從而
加速對接觸表面的損傷。
另一方面,當滑動不可避免時,小的摩擦系數更能令人滿意,
因為小的摩擦力不會產生接觸面的塑性形變,只可能導致彈性滑動
。盡管如此,即使對于非常小的摩擦力:接觸表面的塑性形變還是
不可避免的,因為只要有摩擦力存在,接觸就處于彈塑性狀態,但
是塑性應變的量值和程度卻可以通過減小摩擦力的方式被降低。