摘要

为了研究聚四氟乙烯(PTFE)填充铜网复合材料的摩擦磨损性能以及细观损伤机制,使用往复摩擦磨损试验机对其进行全寿命磨损测试,并用扫描电子显微镜、光学显微镜和三维形貌仪对材料摩擦面及磨屑进行表征。结果表明:PTFE填充铜网复合材料全寿命(202 h)磨损过程主要分为磨合、稳定磨损和严重磨损3个阶段;在前20 h磨合阶段,摩擦因数逐渐升高,高载荷下大量的PTFE被挤出导致磨损率较大,同时转移膜生成,失效形式主要为机械剪切力下的剥落。在20~190 h稳定磨损阶段,摩擦因数先降低再升高且波动较大,磨损率趋于稳定,磨损机制主要为磨粒磨损,磨屑由层片状向粉末状转变,材料摩擦面粗糙度逐渐降低且磨损不均匀。通过微观表征,发现铜网编织结点与凸峰处磨损严重,通过受力仿真分析,发现铜网编织结点与凸峰处有应力集中现象,与试验中磨损严重的区域正好相对应,试验与数值模拟相关联。在190~202 h严重磨损阶段,摩擦因数和磨损量进一步升高,材料的耐磨性能与润滑性能急剧下降,最后材料被磨穿失效。