《表3 图6中摩擦副磨损表面磨粒的EDS分析结果》

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《柱塞泵用C67300锰黄铜油的润滑摩擦磨损性能》

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对实验后的C67300锰黄铜和GCr15钢试样磨损表面进行了SEM分析。图6所示为300 N（17 MPa）载荷下，退火态C67300锰黄铜和对磨副GCr15钢在不同滑动速度下摩擦表面的SEM像。可以看出，退火态C67300锰黄铜试样表面在400 r/min（0.48 m/s）速度下，有很明显的磨痕，部分磨痕沿着宽度方向扩展，并在表面存在剥离层；另外，对磨副GCr15钢试样表面出现不同程度的磨痕，在磨痕的沟槽位置附着形状不规则的5μm大小的磨粒A（见图6(a）)。EDS能谱分析结果表明磨粒A的成分主要是Cu、Zn、Fe等元素（见表3），说明是磨粒A从退火态C67300锰黄铜表面脱落下来的C67300锰黄铜。磨粒A的脱落主要是摩擦副的擦伤，以及变形应力的积累所引起的，从而导致了C67300锰黄铜亚表面裂纹形核，并沿滑动方向逐步扩展到试样表面，在亚表面裂纹和滑动表层之间分层，并以片状形式脱离，形成磨粒。随着滑动速度增加，掉落在C67300锰黄铜试样表面的大块磨粒逐渐被磨除棱角，变成数目较多且尺寸更小的磨粒。如图6（b）所示，退火态C67300锰黄铜在500 r/min的速度下，光滑C67300锰黄铜试样表面上分布着大小不一的圆饼状磨粒，且C67300锰黄铜表面的磨痕较低速下的宽度均有所增加，同时在磨痕的周围出现剥离迹象。其次，C67300锰黄铜试样表面脱落的不规则磨粒在摩擦表面上不断的滑动，磨粒的周围逐渐变得光滑，继而在对磨副GCr15钢试样表面观察到球形的磨粒B（见图6(b）)，说明磨粒从C67300锰黄铜表面脱落下来并黏着在对磨副GCr15钢表面。转速为500 r/min时的摩擦因数相比于400 r/min时的有所下降，主要是由于在摩擦过程中，大的磨粒被润滑油排除和碾碎，形成类似于滚动摩擦的效果；此外在摩擦过程中C67300锰黄铜试样合金表面产生热量，摩擦表面逐渐被氧化。EDS结果表明，磨粒B和C主要含有Cu、Zn和部分O元素（见表3）。C67300锰黄铜试样在600 r/min的速度下，其磨损表面试样表面存在极少量的磨粒，和大片的氧化产物（见图6(c）)，EDS能谱分析结果表明片状颗粒D主要含有Cu、Zn、O、Fe等元素（见表3）。这可能是由于滑动速度增大，润滑油的动压效果增强，大的颗粒被碾碎或排出，但摩擦产生的热量增多，氧化磨损增加。当转速为700 r/min时，C67300锰黄铜试样摩擦表面较为平整，部分面积发生黏着（见图6(d）)，这是由于C67300锰黄铜试样表面形成强度较低的氧化层，并在交变载荷作用下发生黏着，继而在剪切力的作用下脱落。综上分析，在300 N（17 MPa）载荷下，转速从400 r/min增大到700 r/min时，退火态C67300锰黄铜和对磨副GCr15钢主要的磨损形式为磨粒和剥离磨损逐渐转变为黏着和氧化磨损，且摩擦因数呈下降趋势。