乏油润滑下PEEK复合材料的摩擦学性能

简介

利用SST–ST 销／盘摩擦磨损试验机，以纯聚醚醚酮（PEEK） 和分别含有质量分数30% 的玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）、聚四氟乙烯（PTFE） 的PEEK 复合材料与GCr15 盘组成的摩擦副为研究对象，系统地研究了4 种PEEK材料在干摩擦、油润滑和乏油润滑下的摩擦学性能，并利用扫描电子显微镜和白光共焦三维形貌仪观察了PEEK 材料和GCr15 金属盘磨损表面形貌，分析了摩擦磨损机制。结果表明，在不同的润滑条件下，GF，CF 和PTFE 均能显著提高PEEK 基体的摩擦磨损性能，其中CF 对复合材料抗磨性能的提高最为突出，但是在干摩擦下具有优异摩擦学性能的PEEK／PTFE 复合材料在油润滑下却表现不佳，这与其摩擦学性能强烈依赖转移膜有关；在磨损机理上，干摩擦下，由于摩擦热的影响，PEEK 及3 种PEEK 复合材料的磨损表面均出现材料粘着以及剥落现象，磨损机理主要表现为粘着磨损。由于润滑油的润滑作用和散热作用，油润滑条件下PEEK 及3 种PEEK 复合材料的磨损表面都比较光滑，磨损机理主要为轻微的粘着磨损并伴有疲劳磨损。乏油润滑下材料磨损表面形貌与干摩擦下类似，但是由于摩擦副之间残留的润滑油存在，降低了材料的磨损。