砂纸的磨损性能

使用摩擦仪

编写者

李端杰，博士

测量目标

本研究展示了NANOVEA T2000高负荷气动摩擦磨损试验机在干湿条件下定量评估各类砂纸样品耐磨性能的能力。.

NANOVEA T2000 高负荷
气动摩擦磨损试验机

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测试程序

通过 NANOVEA T100 摩擦磨损试验机评估了两种砂纸的摩擦系数 (COF) 和磨损性能。使用440不锈钢球作为计数器材料。每次磨损测试后使用 NANOVEA 检查球磨损痕迹 3D 非接触式光学轮廓仪 以确保精确的体积损失测量。

请注意，为了进行比较研究，我们选择了440不锈钢球作为反面材料，但任何固体材料都可以被替代，以模拟不同的应用条件。

测试结果和讨论

图1为干、湿环境条件下砂纸1和砂纸2的COF比较。在干燥条件下，砂纸1的COF在测试开始时为0.4，随后逐渐下降并稳定在0.3。在潮湿条件下，该样品的平均COF较低，为0.27。相比之下，样品2的COF结果显示干COF为0.27，湿COF为~ 0.37。 

请注意，所有COF图的数据中的振荡是由球在粗糙的砂纸表面的滑动运动产生的振动造成的。

图1: 磨损测试期间COF的演变。

图2总结了磨损疤痕的分析结果。磨损疤痕是用光学显微镜和NANOVEA 3D非接触式光学轮廓仪测量的。图3和图4比较了SS440球在砂纸1和2（湿和干条件）上的磨损试验后的磨损疤痕。如图4所示，NANOVEA光学轮廓仪精确地捕获了四个球的表面形貌及其各自的磨损痕迹，然后用NANOVEA Mountains高级分析软件进行处理，以计算出体积损失和磨损率。在球的显微镜和剖面图上可以看到，与其他球相比，用于砂纸1（干）测试的球表现出较大的扁平磨损痕，体积损失为0.313 毫米³.相比之下，砂纸1（湿）的体积损失为0.131 毫米³.对于砂纸2（干燥），体积损失为0.163 毫米³ 而对于砂纸2（湿），体积损失增加到0.237 毫米³.

此外，值得注意的是，COF对砂纸的磨损性能起着重要作用。砂纸1在干燥条件下表现出较高的COF，导致试验中使用的SS440球的磨蚀率较高。相比之下，砂纸2在湿润条件下的COF较高，导致了较高的磨损率。测量后的砂纸的磨损痕迹显示在图5中。

砂纸 1 和砂纸 2 均声称可在干燥和潮湿环境中使用。然而，它们在干燥和潮湿条件下表现出显着不同的耐磨性能。纳诺维娅 摩擦计 提供良好控制的可量化和可靠的磨损评估功能，确保可重复的磨损评估。此外，原位 COF 测量功能使用户能够将磨损过程的不同阶段与 COF 的演变联系起来，这对于提高对砂纸磨损机制和摩擦学特性的基本了解至关重要

图2: 在不同条件下，球的磨损疤痕体积和平均COF。

图3: 测试后的球的磨损疤痕。

图4: 球上磨损疤痕的三维形态。

图5: 在不同条件下，砂纸上的磨损痕迹。

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活塞磨损测试使用 NANOVEA 摩擦计

编写者

刘志强

什么是活塞磨损测试？

活塞磨损测试可在受控实验室条件下评估活塞裙和气缸套之间的摩擦、润滑和材料耐久性。使用 摩擦仪, 通过该系统，工程师可以复制真实的往复运动，并精确测量摩擦系数、磨损率和三维表面形貌。这些结果为了解发动机活塞所用涂层、润滑剂和合金的摩擦学行为提供了重要依据，有助于优化性能、燃油效率和长期可靠性。.

 动力缸系统和活塞裙边-润滑油-缸套界面示意图。

NANOVEA T2000摩擦仪的液体模块

逐滴模块对这项研究至关重要。由于活塞可以以非常快的速度运动（超过3000转/分），因此很难通过浸没样品来形成一层润滑油薄膜。为了解决这个问题，逐滴模块能够持续地在活塞裙部表面施加恒定数量的润滑剂。

新润滑油的应用也消除了脱落的磨损污染物对润滑油性能的影响。

摩擦磨损仪如何模拟
活塞衬垫的实际磨损情况

本报告将对活塞裙-润滑剂-缸套界面进行研究。这些界面将通过进行线性往复运动来复制。 磨损测试 配备逐滴润滑模块。.

润滑剂将在室温和加热条件下使用，以比较冷启动和最佳操作条件。将观察COF和磨损率，以更好地了解界面在实际应用中的表现。

NANOVEA T2000
高负荷摩擦仪

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在本实验中，A5052 被用作对抗材料。发动机缸体通常由 A356 等铸铝制成，而 A5052 的机械性能与 A356 相似，因此可用于模拟测试 [1]。.

在测试条件下，观察到活塞裙部在室温下比在 90°C 下有明显磨损。样品上的深度划痕表明，在整个测试过程中，静态材料和活塞裙之间经常发生接触。室温下的高粘度可能限制了润滑油完全填满接口处的间隙并产生金属与金属之间的接触。温度升高后，机油变稀，能够在销轴和活塞之间流动。因此，在较高温度下观察到的磨损明显减少。图 5 显示，磨损疤痕一侧的磨损明显小于另一侧。这很可能是由于机油输出的位置造成的。一侧的润滑油膜厚度比另一侧厚，导致磨损不均匀。.

[1] “5052 铝与 356.0 铝”。MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

线性往复摩擦学试验的COF可以分为高通和低通。高通量指的是样品在正向，或正向移动，低通量指的是样品在反向，或负向移动。据观察，RT油的平均COF在两个方向上都低于0.1。两次通过之间的平均COF为0.072和0.080。发现90°C油的平均COF在各道次之间是不同的。观察到的平均COF值为0.167和0.09。COF的差异进一步证明了油只能够正确地润湿针的一侧。当销轴和活塞裙部之间由于发生流体动力润滑而形成厚膜时，获得了高COF。当发生混合润滑时，在另一个方向观察到较低的COF。关于流体动力润滑和混合润滑的更多信息，请访问我们的应用说明，关于 斯特里贝克曲线.

表1: 活塞的润滑磨损试验结果。

图1: 常温油品磨损试验的COF图A原始曲线B高通过率C低通过率。

图2: 90°C耐磨油测试的COF图A原始轮廓B高通过C低通过。

图3: 来自RT机油磨损试验的磨损痕的光学图像。

图4: 来自RT机油磨损试验的磨损疤痕的孔洞分析量。

图5: 来自RT机油磨损测试的磨损疤痕的轮廓测量扫描。

图6: 来自90°C机油磨损试验的磨损痕的光学图像

图7: 来自90°C机油磨损试验的磨损疤痕的孔洞分析量。

图8: 来自90°C机油磨损试验的磨损痕的轮廓测量扫描。

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当应用润滑来减少运动表面的磨损/摩擦时，界面上的润滑接触可以从几种制度中转变，如边界润滑、混合润滑和流体动力润滑。液膜的厚度在这一过程中起着重要作用，主要由液体粘度、界面上施加的载荷和两个表面之间的相对速度决定。润滑制度对摩擦的反应表现在所谓的Stribeck[1-4]曲线上。

在这项研究中，我们首次展示了测量连续斯特里贝克曲线的能力。使用 Nanovea 摩擦仪 先进的无级调速，从15000到0.01rpm，10分钟内软件直接提供完整的Stribeck曲线。简单的初始设置仅需要用户选择指数斜坡模式并输入初始和最终速度，而不必执行多次测试或以不同的速度编写逐步程序，从而需要传统 Stribeck 曲线测量的数据拼接。这一进步在整个润滑剂状态评估过程中提供了精确的数据，并大大减少了时间和成本。该测试显示了在不同工业工程应用中的巨大潜力。

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测试眼药水解决方案的重要性

滴眼液用于缓解一系列眼睛问题引起的症状。例如，它们可以用来治疗轻微的眼睛刺激（如干燥和发红），推迟青光眼的发病或治疗感染。非处方销售的滴眼液主要用于治疗干燥。它们对眼睛的润滑效果可以用摩擦系数测试来比较和测量。

 

眼睛干涩可由多种因素引起，例如，电脑眼疲劳或在极端天气条件下的户外活动。良好的润滑性眼药水有助于维持和补充眼睛外表面的水分。这有助于缓解与干眼症有关的不适、灼热或刺激和发红。通过测量滴眼液的摩擦系数（COF），可以确定其润滑效率以及与其他溶液的比较情况。

测量目标

在这项研究中，使用Nanovea T50摩擦仪上的针盘设置测量了三种不同的润滑性眼药水的摩擦系数（COF）。

测试过程和程序

一个直径为6毫米的氧化铝制成的球面针被应用于玻璃载玻片上，每个眼药水作为两个表面之间的润滑剂。所有实验中使用的测试参数总结在下面的表1中。

结果和讨论

测试的三种不同眼药水的最大、最小和平均摩擦系数值列于表2。图2-4描述了每种眼药水的COF与转数的关系。每次测试中的COF在整个测试的大部分时间内保持相对稳定。样品A的平均COF最低，表明它具有最佳的润滑性能。

 

总结

在这项研究中，我们展示了Nanovea T50摩擦仪测量三种滴眼液的摩擦系数的能力。基于这些数值，我们表明样品A的摩擦系数较低，因此与其他两个样品相比，表现出更好的润滑性。

纳诺瓦 摩擦计 使用符合 ISO 和 ASTM 的旋转和线性模块提供精确且可重复的磨损和摩擦测试。它还在一个预集成系统中提供可选的高温磨损、润滑和摩擦腐蚀模块。这种多功能性使用户能够更好地模拟真实的应用环境，并提高对各种材料的磨损机制和摩擦学特性的基本了解。

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使用摩擦仪测量刷毛硬度的性能

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