M-200A 摩擦磨損試驗機

GB/T3960本標準適用于測定塑料及塑料基復合材料的滑動摩擦磨損性能。

1、摩擦磨損試驗機定義：

1.1  摩擦

兩物體接觸表面間產(chǎn)生阻礙切向相對移動的現(xiàn)象稱為摩擦。

1.2  滑動摩擦

兩接觸物體接觸點具有不同速度時之摩擦。

1.3  擦力

兩物體摩擦時相對移動的阻力。

1.4  摩擦系數(shù)

阻礙兩物體相對運動的摩擦力對作用到物體表面的法向力之比。

1.5  磨損

物體相對運動時相互接觸表面的物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形稱為磨損。

2、摩擦磨損試驗機試樣：

2.1  塑料試樣尺寸

試樣尺寸見圖1。

圖1

2.2  試樣要求

試樣表面平整，無氣泡、裂紋、分層、明顯雜質(zhì)和加工損傷等缺陷。每組試樣不少于3個。

3、試驗設備：

3.1傳動系統(tǒng)，用來帶動圓環(huán)以給定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，到5%以內(nèi)，并要求圓環(huán)安裝部位軸的徑向跳動小于0.01毫米。

3.2  加載系統(tǒng)，對試樣和圓環(huán)，可施加法向力，到5%以內(nèi)。

3.3  測定和記錄摩擦力矩系統(tǒng)，到5%以內(nèi)。

3.4  記錄圓環(huán)轉(zhuǎn)數(shù)的計數(shù)器或記時器，到1%以內(nèi)。

3.5  試樣夾具結構和尺寸見圖2，并附配墊圈4 GB848—76，沉頭螺釘M3×0.35長10毫米。要保證試樣安置后無軸向竄動。

注：試驗設備本標準推薦采用M-200型磨損試驗機。

圖2

3.6  本試驗中圓環(huán)的材質(zhì)對塑料磨損試驗結果影響很大，因此本標準采用的圓環(huán)，其外形尺寸見圖3。材料為45號鋼，圓環(huán)要求整體淬火，熱處理HRC40～45，外圓表面光潔度▽8，倒角處均為0.5×45°，外圓表面與內(nèi)圓同心度偏差小于0.01。

圖3

圓環(huán)可以反復使用，每次試驗后，需重新磨削。當外徑小于36毫米就不能再用。作仲裁試驗時必須用40毫米的圓環(huán)。

注：圓環(huán)材質(zhì)也可按產(chǎn)品標準另定。

4、狀態(tài)調(diào)節(jié)：

狀態(tài)調(diào)節(jié)按GB2918—82《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境》進行，溫度為23±5℃，濕度為50±10%。

5、試驗條件：

試驗中上轉(zhuǎn)軸保持靜止，下轉(zhuǎn)軸以200轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動，摩擦副做滑動摩擦，對磨2小時，負荷20公斤，根據(jù)材料，允許選擇其他負荷。試驗環(huán)境溫度為23±5℃。

6、試驗步驟：

6.1  圓環(huán)應清除油污，貯存于干燥缸內(nèi)以防生銹。

6.2  試樣經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)后用感量為0.1毫克的分析天平稱取其質(zhì)量(m1)。

6.3  把試樣裝進夾具，摩擦面用角尺校正并使它與圓環(huán)的交線處于試樣正中。裝好摩擦力矩記錄紙，開機校好零點。

6.4  再次用乙醇、丙酮等不與塑料起作用的溶劑仔細清除試樣和圓環(huán)上的油污，此后不準再用手接觸試樣和圓環(huán)的表面。

6.5  平穩(wěn)地加荷至選定的負荷值。

6.6  對磨2小時后停機卸負荷，取下試樣和圓環(huán)，清理試樣表面后，用精度不低于0.02毫米的量具測量磨痕寬度，或在試驗環(huán)境下存放1小時后稱取試樣質(zhì)量(m2)。

6.7  讀取摩擦力矩值。

7、結果計算：

7.1  單個試樣的結果計算

7.1.1  本標準以磨痕寬度來表征磨損量。測量三點，取平均值各點之差不得大于1毫米。在需要時，也可用體積磨損表示磨損量。

體積磨損V(厘米3)可用式（1）計算：

式中：m1——試驗前試樣的質(zhì)量，克；

      m2——試驗后試樣的質(zhì)量，克；

試樣在23℃時的密度，克/厘米3。

7.1.2  摩擦系數(shù)μ可用式（2）計算：

式中：M——趨向穩(wěn)定的摩擦力矩，公斤·厘米；

F——試驗負荷，公斤；

r——圓環(huán)半徑，厘米。

結果取二位有效數(shù)字。

注：如果摩擦力波動較大，則應算出摩擦系數(shù)的大值和小值。

7.2  一組試驗結果計算

計算磨痕寬度或體積磨損及摩擦系數(shù)的算術平均值。如要求標準偏差S，可用式（3）計算：

式中：X——每個試樣測定值；

——一組試樣測定結果的算術平均值；

n——測定的試樣個數(shù)。