磁场干涉下锌黄铜自配副干摩擦学特性的研究

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Abstract：The dry-sliding tribological characteristics and interfering mechanism of magnetic field ofCuZn self-matched pairs were studied by use of improved M PV-1 500 type friction and wear tester atroom temperature.The results show that，with the magnetic field exerting and increasing，the rough-ness of friction surface increases and oxygen content of friction surface reduces；the main oxides areCu64 O.Along with magnetic field intensity increasing，both wear rate of CuZn pins and average fric-tion coefficient of friction pairs has enlarging tendency，that is，magnetic field aggravates the frictionand wear of CuZn.Additions to ferromagnetic materials on the back of diamagnetic materials can over-come the adverse effects of magnetic field on tribologieal properties.Each of selecting and matching offriction pairs materials，relative size of friction surface and magnetism of clamping device can affect theresults of tribological examination。

Key words：magnetic field；dry-sliding friction；copper alloy；electric locomotive据统计口， ，世界能源的30 消耗于摩擦，约 80的设备损坏是 由于各种形式的磨损引起 的。应用先进的材料摩擦学技术 ，控制摩擦 、降低磨损 已成为节约资源，延长设备使用寿命的主要手段。

磁场干摩擦学的研究始于 20世纪 40年代，前苏联曾实验采用磁化的方法来提高切削刀具的耐磨性能口]。随后 印度 、日本 、法国和中国等开展了相关 的研究项 目[3-83，把磁场 干摩擦 学的研究扩 展到更 广阔的干滑动摩擦学领域 。国内外研究表明，利用磁池制摩擦、减小磨损成为-种新的、很有前景的途径。在大型球磨机中用金属磁性衬板代替 原用 的优质锰钢衬板，因磁性衬板上吸附的-层铁粉起保护作用，使衬板的磨损明显减少[g]。随着科学技术的发展 ，尤其是 电磁技术应用范围的扩大，越来越多的电气设备和电器元件中的摩擦副在电磁工况条件下服役，所以研究磁撤境下材料摩擦磨损特性 的影响因素及规律性 ，为磁场干涉下锌黄铜 自配副干摩擦学特性的研究 27磨屑 ，但锌黄铜毕竟为抗磁性材料 ，环上吸附磨屑量毕竟非常少 ；随着磁场强度的增大 ，其销试样基体摩擦 面越来越粗糙 ，销、环摩擦面的凸凹犁沟相互啮合 ，增大了实际接触面积 ，且摩擦面的氧化物越来越少 ，最终摩擦力增大 ；所以摩擦 因数有增大趋势 。

3 结论External magnetic field intensity/mT图7 磁场对锌黄铜自配副摩擦因数的影响Fig.7 Influence of magnetic field on frictioncoefficient of CuZn self-matched pairs(1)在载荷 150N、线滑动速率 0.4m/s下 ，磁场的施加和增大加剧了抗磁性锌黄铜的磨损；锌黄铜 环的磨损率有降低 的趋势表 明，在抗磁性锌黄铜背面添置铁磁性材料 ，可克服磁场对锌黄铜干摩擦学特性 的不利影响。

(2)随着磁场强度增大，锌黄铜销摩擦面的粗糙度增大 ，氧元素含量降低 ，主要氧化物为 Cu。 0。

(3)相同锌黄铜材质的销和环试样的整体磨损率差别较大表明，销 、环试样摩擦副对摩面的相对尺寸能够影响其摩擦学特性研究结果；紫铜/铝合金摩擦配副在摩擦磨损过程中出现明显的黏附和黏合现象表明，摩擦学研究要考虑摩擦配副材料的硬度或化学性能的影 响因素 。

(4)锌黄铜销和环试样 的磨损率在磁场下 的相反变化趋势表明，磁撤境 的施加与其他环境 (气氛 、温度 、载流等)不 同，磁场的施加会对试样装卡装置(铁磁质的转动轴)以及摩擦学实验系统造成-定的影响，最终可能影响实验研究结果 。