各種材料摩擦系數(shù)表.doc

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各種材料摩擦系數(shù)表 摩擦系數(shù)是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有關(guān)，而和接觸面積的大小無關(guān)。依運動的性質(zhì)，它可分為動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)?，F(xiàn)綜合具體各種材料摩擦系數(shù)表格如下。 材料A 材料 B 摩擦系數(shù) 干摩擦條件 潤滑摩擦條件 靜摩擦 滑動摩擦 靜摩擦 滑動摩擦 鋁 鋁 1.05-1.35 1.4 0.3 鋁 低碳鋼 0.61 0.47 制動材料 鑄鐵 0.4 制動材料 鑄鐵（濕） 0.2 黃銅 鑄鐵 0.3 砌塊 木頭 0.6 青銅 鑄鐵 0.22 青銅 鋼 0.16 鎘 鎘 0.5 0.05 鎘 低碳鋼 0.46 鑄鐵 鑄鐵 1.1 0.15 0.07 鑄鐵 橡膠 0.49 0.075 鉻 鉻 0.41 0.34 銅 鑄鐵 1.05 0.29 銅 銅 1.0 0.08 銅 低碳鋼 0.53 0.36 0.18 鉛銅合金 鋼 0.22 - 金剛石 金剛石 0.1 0.05 – 0.1 金剛石 金屬 0.1 -0.15 0.1 玻璃 玻璃 0.9 – 1.0 0.4 0.1 – 0.6 0.09-0.12 玻璃 金屬 0.5 – 0.7 0.2 – 0.3 玻璃 鎳 0.78 0.56 石墨 石墨 0.1 0.1 石墨 鋼 0.1 0.1 石墨（真空） 石墨（真空） 0.5 – 0.8 高硬碳 高硬碳 0.16 0.12 – 0.14 高硬碳 鋼 0.14 0.11 – 0.14 鐵 鐵 1.0 0.15 – 0.2 鉛 鑄鐵 0.43 皮革 木材 0.3 – 0.4 皮革 金屬（潔凈） 0.6 0.2 皮革 金屬（潮濕） 0.4 皮革 橡膠（平行紋理） 0.61 0.52 鎂 鎂 0.6 0.08 鎳 鎳 0.7-1.1 0.53 0.28 0.12 鎳 低碳鋼 0.64; 0.178 尼龍 尼龍 0.15 – 0.25 橡膠 橡膠（平行紋理） 0.62 0.48 橡膠 橡膠（交叉紋理） 0.54 0.32 0.072 鉑 鉑 1.2 0.25 有機玻璃 有機玻璃 0.8 0.8 有機玻璃 鋼 0.4 – 0.5 0.4 – 0.5 聚苯乙烯 聚苯乙烯 0.5 0.5 聚苯乙烯 鋼 0.3-0.35 0.3-0.35 聚乙烯 鋼 0.2 0,2 合成橡膠 瀝青 （干） 0.5-0.8 合成橡膠 瀝青 （濕） 0.25-0.75 合成橡膠 混凝土 (干) 0.6-0.85 合成橡膠 混凝土 (濕) 0.45-0.75 藍寶石 藍寶石 0.2 0.2 銀 銀 1.4 0.55 燒結(jié)青銅 鋼 - 0.13 固體粒子 合成橡膠 1.0 – 4.0 -- 鋼 鋁族元素 0.45 鋼 黃銅 0.35 0.19 低碳鋼 黃銅 0.51 0.44 低碳鋼 鑄鐵 0.23 0.183 0.133 鋼 鑄鐵 0.4 0.21 鋼 鉛銅合金 0.22 0.16 0.145 硬質(zhì)合金 石墨 0.21 0.09 鋼 石墨 0.1 0.1 低碳鋼 鉛 0.95 0.95 0.5 0.3 低碳鋼 磷族元素化合物 0.34 0.173 鋼 磷族元素化合物 0.35 硬質(zhì)合金 聚乙烯 0.2 0.2 硬質(zhì)合金 聚苯乙烯 0.3-0.35 0.3-0.35 低碳鋼 低碳鋼 0.74 0.57 0.09-0.19 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金 0.78 0.42 0.05 -0.11 0.029-0.12 鋼 鍍鋅鋼 0.5 0.45 - - 聚四氟乙烯 鋼 0.04 0.04 0.04 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯 0.04 0.04 0.04 錫 鑄鐵 0.32 碳化鎢 碳化鎢 0.2-0,25 0.12 碳化鎢 鋼 0.4 – 0.6 0.08 – 0.2 碳化鎢 銅 0.35 碳化鎢 鐵 0.8 木頭 木頭（潔凈） 0.25 – 0.5 木頭 木頭（濕） 0.2 木頭 金屬（潔凈） 0.2-0.6 木頭 金屬（濕） 0.2 木頭 砌塊 0.6 木頭 混凝土 0.62 鋅 鋅 0.6 0.04 鋅 鑄鐵 0.85 0.21 材料A 材料B 摩擦系數(shù) 干摩擦條件 潤滑摩擦條件 靜摩擦 滑動摩擦 靜摩擦 滑動摩擦 注:表中摩擦系數(shù)是試驗值,只能作近似參考 固體潤滑材料 固體潤滑材料是利用固體粉末、薄膜或某些整體材料來減少兩承載表面間的摩擦磨損作用的材料。在固體潤滑過程中，固體潤滑材料和周圍介質(zhì)要與摩擦表面發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)生成固體潤滑膜，降低摩擦磨損。 中文名 固體潤滑材料 采用材料 固體粉末、薄膜等 作用 減少摩擦磨損 使用物件 齒輪、軸承等 目錄 1. 1基本性能 2. 2使用方法 3. 3常用材料 基本性能 1)與摩擦表面能牢固地附著，有保護表面功能固體潤滑劑應(yīng)具有良好的成膜能力，能與摩擦表面形成牢固的化學(xué)吸附膜或物理吸附膜，在表面附著，防止相對運動表面之間產(chǎn)生嚴重的熔焊或金屬的相互轉(zhuǎn)移。 2)抗剪強度較低固體潤滑劑具有較低的抗剪強度，這樣才能使摩擦副的摩擦系數(shù)小，功率損耗低，溫度上升小。而且其抗剪強度應(yīng)在寬溫度范圍內(nèi)不發(fā)生變化，使其應(yīng)用領(lǐng)域較廣。 3)穩(wěn)定性好，包括物理熱穩(wěn)定，化學(xué)熱穩(wěn)定和時效穩(wěn)定，不產(chǎn)生腐蝕及其他有害的作用物理熱穩(wěn)定是指在沒有活性物質(zhì)參與下，溫度改變不會引起相變或晶格的各種變化，因此不致于引起抗剪強度的變化，導(dǎo)致固體的摩擦性能改變。 化學(xué)熱穩(wěn)定是指在各種活性介質(zhì)中溫度的變化不會引起強烈的化學(xué)反應(yīng)。要求固體潤滑劑物理和化學(xué)熱穩(wěn)定，是考慮到高溫、超低溫以及在化學(xué)介質(zhì)中使用時性能不會發(fā)生太大變化，而時效穩(wěn)定是指要求固體潤滑劑長期放置不變質(zhì)，以便長期使用。此外還要求它對軸承和有關(guān)部件無腐蝕性、對人畜無毒害，不污染環(huán)境等。 4)要求固體潤滑劑有較高的承載能力因為固體潤滑劑往往應(yīng)用于嚴酷工況與環(huán)境條件如低速高負荷下使用，所以要求它具有較高的承載能力，又要容易剪切。 使用方法 1)作成整體零件使用某些工程塑料如聚四氟乙烯、聚縮醛、聚甲醛、聚碳酸脂、聚酰胺、聚砜、聚酰亞胺、氯化聚醚、聚苯硫醚和聚對苯二甲酸酯等的摩擦系數(shù)較低，成形加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性優(yōu)良，抗沖擊能力強，可以制成整體零部件，若采用環(huán)璃纖維、金屬纖維、石墨纖維、硼纖維等對這些塑料增強，綜合性能更好，使用得較多的有齒輪、軸承、導(dǎo)軌、凸輪、滾動軸承保持架等。 2)作成各種覆蓋膜來使用通過物理方法將固體潤滑劑施加到摩擦界面或表面，使之成為具有一定自潤滑性能的干膜，這是較常用的方法之一。成膜的方法很多，各種固體潤滑劑可通過濺射、電泳沉積、等離子噴鍍、離子鍍、電鍍、粘結(jié)劑粘結(jié)、化學(xué)生成、擠壓、浸漬、滾涂等方法來成膜。 3)制成復(fù)合或組合材料使用所謂復(fù)合（組合）材料，是指由兩種或兩種以上的材料組合或復(fù)合起來使用的材料系統(tǒng)。這些材料的物理、化學(xué)性質(zhì)以及形狀都是不同的，而且是互不可溶的。組合或復(fù)合的最終目的是要獲得種性能更優(yōu)越的新材料，一般都稱為復(fù)合材料。 4)作為固體潤滑粉末使用將固體潤滑粉末（如MoS2）以適量添加到潤滑油或潤滑脂中，可提高潤滑油脂的承載能力及改善邊辦潤滑狀態(tài)等，如MoS2油劑、MoS2油膏、MoS2潤滑脂及MoS2水劑等。 常用材料 1)二硫化鉬 (1)低摩擦特性。 (2)高承載能力。 (3)良好的熱穩(wěn)定性 (4)強的化學(xué)穩(wěn)定性 (5)抗輻照性 (6)耐高真空性能 2)石墨 石墨在摩擦狀態(tài)下，能沿著晶體層間滑移，并沿著摩擦方向定向。石墨與鋼、鉻和橡膠等的表面有良好的粘附能力，因此，在一般條件下，石墨是一種優(yōu)良的潤滑劑。但是，當(dāng)吸附膜解吸后，石墨的摩擦磨損性能會變壞。所以，一般傾向于在氧化的鋼或銅的表面上以石墨作潤滑劑。 3)氟化石墨 與石墨或二硫化鉬相比，它的耐磨性好，這是由于氟碳鍵的結(jié)合能較強所致。層與層之間的距離比石墨大得多，因此更容易在層間發(fā)生剪切。由于氟的引入，使它在高溫、高速、高負荷條件下的性能優(yōu)于石墨或二硫化鉬，改善了石墨在沒有水氣條件下的潤滑性能。 4)氮化硼 氮化硼是一種新型陶瓷材料，高溫、高壓下可燒結(jié)而成。氮化硼的密度為2．27g/cm3，熔點為3100～3300℃；莫氏硬度為2；在空氣中摩擦系數(shù)為0．2，而在真空中為0．3；在空氣中熱安定性為700C，而在真空中為1587C．它耐腐蝕，電絕緣性很好，比電阻大于10-6Ω．cm；壓縮強度為170MPa；在c軸方向上的熱膨脹系數(shù)為4110-6/℃而在d軸方向上為－2．310-6；在氧化氣氛下最高使用溫度為900℃，而在非活性還原氣氛下可達2800℃，但在常溫下潤滑性能較差，故常與氟化石墨、石墨與二硫化鉬混合用作高溫潤滑劑，將氮化硼粉末分散在油中或水中可以作為拉絲或壓制成形的潤滑劑，也可用作高溫爐滑動零件的潤滑劑，氮化硼的燒結(jié)體可用作具有自潤滑性能的軸承、滑動零件的材料。 5)氮化硅 氮化硅屬于六方晶系，是一種陶瓷材料，不具備石墨那樣的層狀構(gòu)造，也沒有氧化鉛那樣的塑性流動性，由于粒子硬度高，所以在粉末狀態(tài)不具有潤滑性。但其成形體表面經(jīng)過適當(dāng)精加工，由于與其接觸的微凸體點數(shù)減少可呈現(xiàn)出低摩擦系數(shù)。據(jù)研究結(jié)果稱，表面精加工至0．05～0．025μm時，摩擦系數(shù)可達0．01．氮化硅的而磨性因環(huán)境氣氛、負荷、速度等條件及表面粗糙度不同而變化。在干摩擦條件下耐磨性良好。 6)聚四氟乙烯 聚四氟乙烯有很好的化學(xué)安定性和熱穩(wěn)定性。在高溫下與濃酸、濃堿、強氧化劑均不發(fā)生反應(yīng)，即使在王水中煮沸，其重量及性能都沒有變化。 而且它在很寬的溫度范圍和幾乎所有的環(huán)境氣氛下，都能保持良好化學(xué)安定性、熱穩(wěn)定性以及潤滑性。 聚四氟乙烯具有各向異性的特性，在滑動摩擦條件下，也能發(fā)生良好的定向。它的摩擦系數(shù)比石墨、MoS2都低。一般聚四氟乙烯對鋼的摩擦系數(shù)常引用為0．04，在高負荷條件下，摩擦系數(shù)會降低到0．016。 7)尼龍 尼龍的摩擦系數(shù)隨負荷的增加而降低，在高負荷條件下，摩擦系數(shù)可以降至0．1～0．15左右；在摩擦表面存在有油或水時，摩擦系數(shù)有更大的下降趨勢。尼龍的摩擦系數(shù)還隨著速度的增加或表面溫度的升高而下降。 尼龍的耐磨損性好，特別是在有大量塵土、泥砂的環(huán)境中，它所表現(xiàn)出來的耐磨損性是其他塑料無法與之相比的。在摩擦表面上有泥砂、塵土或其他硬質(zhì)類材料存在時，尼龍的耐磨性比軸承鋼、鑄鐵甚至比經(jīng)淬火表面鍍銘的碳鋼還要好。 在應(yīng)用尼龍材料時，要特別注意選擇與其相互對摩的材料。在摩擦界面有硬質(zhì)微粒存在時，尼龍的耐磨損性是一般鋼材不能與之相比的。如用尼龍軸瓦代替表銅軸瓦時，被磨損的是軸，軸是不易更換零件，它被磨損后會帶來嚴重后果。 尼龍的缺點是：吸潮性強、吸水性大、尺寸穩(wěn)定性差，這在鑄型尼龍表現(xiàn)得更為突出。尼龍的熱傳導(dǎo)系數(shù)小，熱膨脹系數(shù)大，加之摩擦系數(shù)也不算低，因此最好用于有油至少是少油潤滑和有特殊冷卻裝置的條件下。 8)聚甲醛 聚甲醛是一種不透明乳白色的結(jié)晶性線型聚合物，具有良好的綜合性和差色性的高熔點、高結(jié)晶性的熱塑性工程塑料，是塑料中力學(xué)性能與金屬較為接近的品種之一，它的尺寸穩(wěn)定性好，耐水、耐沖擊、耐油、耐化學(xué)藥品及耐磨性等都非常優(yōu)良。它的摩擦系數(shù)和磨耗量較低，適用于長期經(jīng)受摩擦滑動的部件，如機床導(dǎo)軌。在運動部件中使用時不需使用潤滑劑，具有優(yōu)良的自潤滑作用。 9)聚酰亞胺 均苯型聚酰亞胺的長期使用溫度為260C，具有優(yōu)良的耐摩擦、耐磨損性能和尺寸穩(wěn)定性。它具有優(yōu)良的耐油和耐有機溶劑性，能耐一般的酸，但在濃硫酸和發(fā)煙硝酸等強氧化劑作用下會發(fā)生氧化降解，在高溫下仍具有優(yōu)良的介電性能。但它不耐堿，成本也較高。它在惰性介質(zhì)中，在高負荷和高速下的磨損量極小。 10)聚對羥基苯甲酸酯 聚對羥基苯甲酸酯是全芳香族的聚酯樹脂。分子結(jié)構(gòu)是直鏈狀的線性分子，但結(jié)晶度很高（大于90%），使它難以熔融流動，因而具有熱固性樹脂的成型特性。它與金屬的性能接近，是目前塑料中熱導(dǎo)率和空氣中的熱穩(wěn)定性最高的品種，在高溫下還呈現(xiàn)與金屬相似的非粘性流動。它是一種摩擦系數(shù)極低的自潤滑材料，摩擦系數(shù)可達到0．005，甚至比用潤滑油、脂潤滑時的還低。它可作為耐腐蝕泵、超音速飛機外殼鈦合金的涂層材料。但其熱塑成型較為因難，需用高速高能鍛成型，或是采用等離子噴涂及一般金屬加工方法加工。 11)軟金屬 金、銀、錫、鉛、鎂、銦等軟金屬可作為固體潤滑劑使用。軟金屬可以單獨或是和其他潤滑劑一起使用。 其應(yīng)用方法有二種，一是以薄膜的形式應(yīng)用，既將鉛、鋅、錫等低熔點軟金屬、合金作為干膜那樣使用，銅和青銅等雖然并非低熔點，有時也可這樣使用。 另一種使用方法是將軟金屬添加到合金或粉末合金中作為潤滑成分以利用其潤滑效果，如一般的白色合金（軸承合金）、油膜軸承合金（Kelmet）等就含有鉛、銻、鋅、錫、銦等軟金屬，又如燒結(jié)合金摩擦材料與電刷材料集流環(huán)和觸點等也可使用含軟金屬如銀、金等成分。 軟金屬的摩擦系數(shù)較大，但與潤滑油并用時，可降低其摩擦系數(shù)及磨損，膜厚對軟金屬的潤滑影響較大，如煙膜厚度小于0．1m時，則潤滑膜易于破環(huán)，厚于0．01mm時則摩擦系數(shù)增大，故應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸取?