工業(yè)鋁型材生產(chǎn)加工廠家

考慮現(xiàn)有磨耗試驗和摩擦/磨耗試驗的不同，在各種方式的摩擦/磨耗試驗中，探討適于鋁型材陽極氧化膜試驗的試驗方法，介紹實際試驗中的注意要點；本文所述的摩擦/磨耗試驗方法能測定鋁型材陽極氧化膜摩擦系數(shù)的試驗方法；

1：摩擦/磨耗試驗簡介

摩擦/磨耗試驗是評價兩個物體接觸并發(fā)生滑動的磨耗特性的試驗方法；磨耗的形態(tài)有由切削引起的磨料磨耗和摩擦對象接觸面局部發(fā)生金屬黏著引起的黏著磨耗；磨耗試驗相關(guān)的試驗機(jī)有各種各樣，日本機(jī)械學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《磨耗的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》中規(guī)定了用于評價金屬材料滑動磨耗特性的3種試驗方法；

（1）銷盤式磨耗試驗

在旋轉(zhuǎn)圓板狀的試片表面壓下一個端部平齊的圓柱狀銷柱，以滑動的方式進(jìn)行試驗；如果銷柱端部加工成半球狀，或用球代替則稱為球盤式磨耗試驗；使用端部平齊的圓柱狀銷柱與圓板試片的接觸是面接觸，加工成半球狀的銷柱或球的情況再進(jìn)行試驗就是點接觸了；

（2）磨盤式磨耗試驗

使2個圓筒狀試片接觸，在施加一定載荷的狀態(tài)下，使一個圓筒旋轉(zhuǎn)引起滑動摩擦的試驗；也可以將固定的圓筒做成板狀試片；在該試驗中，與試片的接觸通常是面接觸；

（3）環(huán)塊式磨耗試驗

在試環(huán)的外周面壓一個試塊，讓試環(huán)旋轉(zhuǎn)，試環(huán)與試塊以滑動方式進(jìn)行磨耗的試驗；在試驗開始時，試環(huán)與試塊的接觸是線接觸；

2：鋁型材陽極氧化膜的摩擦/磨耗試驗

在日本機(jī)械學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了磨耗的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，簡述如下；在JIS中沒有規(guī)定這些試驗方法是否可作為鋁型材陽極氧化膜的摩擦/磨耗試驗；這些試驗方法比較簡便，同時也限制了這些方法的應(yīng)用，下面探討適于陽極氧化膜的試驗方法；

《摩擦/磨耗試驗機(jī)及其應(yīng)用》中舉例說明了摩擦測試的目的：

①為了研究開發(fā)而進(jìn)行的測試；

②為了品質(zhì)管理而進(jìn)行的測試；

③為了設(shè)計而進(jìn)行的測試；

④為了運(yùn)轉(zhuǎn)和控制而進(jìn)行的測試；

對于鋁型材陽極氧化膜或新的表面處理產(chǎn)品，進(jìn)行摩擦/磨耗試驗有什么目的呢？或者怎樣進(jìn)行呢：大部分情況是為了研究開發(fā)而進(jìn)行測試，還有為了品質(zhì)管理而進(jìn)行的測試，該目的的情況，例如在陽極氧化膜中，需要考慮鋁型材陽極氧化處理前的加工難易或因試片形狀引起的陽極氧化膜厚度不均或在拐角處由于形狀導(dǎo)致的陽極氧化膜開裂等，比較理想的是盡量把陽極氧化處理試片的形狀制成板狀；從這個觀點出發(fā)，銷盤式磨耗試驗還有試驗材為片狀的磨盤式磨耗試驗都是適用于陽極氧化膜的補(bǔ)充試驗方法；

到目前為止的試驗中，基本上使用相同材質(zhì)的一對試片，在試制或品質(zhì)管理中相互比較試驗結(jié)果時，使用板狀試片進(jìn)行陽極氧化處理，其他試驗鋁型材不必采用相同的陽極氧化處理，也不用準(zhǔn)備其他材質(zhì)的試片；這種情況下，個別制作成圓筒狀，使用包括試驗機(jī)廠商在內(nèi)的市售的試驗材料也是很簡便的；

由上述條件可知，銷（球）盤式磨耗試驗是上述方法中最適合鋁型材陽極氧化膜的；

3：銷（球）盤式磨耗試驗

銷（球）盤式磨耗試驗方法如上所述，在旋轉(zhuǎn)的圓形板狀試片上以一定載荷壓下圓柱狀銷柱或球形試片，并使其滑動磨耗的試驗方法，該方法沒有在陽極氧化膜的JIS標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，而是作為精細(xì)陶瓷用或人工關(guān)節(jié)用材料的耐磨耗試驗方法；

在試驗中，使用銷柱作為試驗對象時，為了防止試驗初期的部分接觸，需要對銷柱端部進(jìn)行R面倒角加工，使用R面加工的銷試樣或球形試樣時，經(jīng)過磨耗后接觸面積比初期增加，其結(jié)果導(dǎo)致即使壓力一定而由單位面積計算的載荷卻下降了；甚至，銷或球的磨耗較大時，磨耗粉進(jìn)入滑動面內(nèi)，磨耗粉存在的滑動導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生很大的偏差；鋁型材陽極氧化膜磨耗試驗方法應(yīng)該考慮的是試片與圓盤需要相同的陽極氧化處理，試驗用的基材加工成銷狀，也可以陽極氧化處理，銷的尖端加工成半球狀，化學(xué)轉(zhuǎn)化成表面膜時就形成了球盤磨耗試驗；

在潤滑型陽極氧化膜試驗材料的摩擦/磨耗試驗中，與采用磨耗量評價的方法相比，采用摩擦系數(shù)的變化評價耐磨耗性的情況也很多，摩擦系數(shù)的測定是可行的，而且摩擦系數(shù)的測定方法也很簡便，這是重要的選擇基礎(chǔ)；

4：鋁型材陽極氧化膜的銷（球）盤式磨耗試驗及其注意要點

硬質(zhì)陽極氧化膜或賦予潤滑性的陽極氧化膜適用銷（球）盤式磨耗試驗；可是，銷（球）盤式磨耗試驗作為包括陽極氧化膜的表面膜試驗方法在JIS標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定，實驗條件也各不相同；試驗結(jié)果的評價采用磨耗量評價的情況較少，而使用摩擦系數(shù)，特別是使用試驗過程中摩擦系數(shù)的變化圖來評價試片的磨耗特性的情況很多；

在該試驗中，鋁型材陽極氧化膜試片的磨耗對象銷或球試樣一般采用SUJ2或超硬材料制作；市售銷（球）盤式磨耗試驗機(jī)從立式到臺式各種各樣；例如輕金屬制品協(xié)會擁有的RHESCA公司制作的試驗機(jī)中，在一般的室溫環(huán)境下試驗時主要設(shè)定的實驗條件有：①銷或球的材質(zhì)；②載荷；③旋轉(zhuǎn)半徑；④線速度；⑤試驗距離；

在設(shè)定試驗條件中應(yīng)注意的是，相對于上述磨盤式磨耗試驗中通常采用一對試片接觸的滑動運(yùn)動的磨耗試驗，銷（球）盤式磨耗試驗和環(huán)塊式磨耗試驗相同，銷或球常和磨耗對象試片接觸發(fā)生滑動，圓盤旋轉(zhuǎn)一周為一次，和銷或球接觸時僅發(fā)生滑動；圓盤為陽極氧化膜試片進(jìn)行摩擦磨耗試驗時，與其說試驗距離，不如說圓盤相同位置和銷球進(jìn)行了幾次滑動更重要；即鋁型材陽極氧化膜的磨耗的嚴(yán)重程度因試驗條件之一的旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)定的不同而不同；必須注意試驗結(jié)果僅在相同的試驗距離下進(jìn)行比較；另外，例如在硬質(zhì)陽極氧化膜試驗時，球材質(zhì)用SUJ2時的磨耗較大，和試片的接觸也由點接觸變化成面接觸；盡量避免銷或球的磨耗，最好選用超硬材料；