摩檫学学报芳纶纤维增强酚醛树脂摩擦材料的磨损机理研究马保吉\朱均2（1.西安工业学院机械工程系，陕西西安710032 2.西安交通大学润滑理论与轴承研宄所，陕西西安710049）且可见从表面脱落的混合物颗粒暴露于磨损表面；随着速度的提高，暴露于磨损表面的无机和有机颗粒物多，并可见无机颗粒从基体中拔出后形成的凹坑，这是由于在高压和高速条件下摩擦材料的有机粘结剂发生软化，无机颗粒与有机基体的粘合作用减弱并脱落所致。

　　图（3和4）所示为K1C摩擦材料磨损表面形貌基金项目：国家自然科学基金资助（5943703）。

　　K5试样磨损表面形貌SEM照片（p=1.43MPa）K5试样磨损表面形貌SEM照片（p=2.10MPa）SEM照片。可见：在相同条件下，与K5材料相似，K10摩擦材料磨损表面同样呈现粘着和塑性变形特征；而在较低速度（245r/min）和压力（1.43MPa）下K10摩擦材料磨损表面的划伤痕迹较为清晰；随着速度和压力的加，摩擦材料磨损表面的塑性变形和融化流动加剧（a）和（b）；随着速度进一步大，摩擦副接触表面温度升高，材料发K10材料磨损表面形貌SEM照片（尸1.43MPa）生软化和膨胀，伴随材料的软化和流动及粘着转移，摩擦材料磨损表面的组织结构趋于均匀化，并可见从有机基体相裸露出来的颗粒（c）。

　　总体而言，随着摩擦材料中Kevlar含量的加，Kevlar纤维有利于改善摩擦材料的耐磨性能。

　　所示为摩擦材料磨损表面的EDAX图谱。可见，磨损表面可以划分为3个不同的区域，即富铁区、富碳区和基体区。富铁区的表面形貌平整光滑（a），对应于SEM形貌上的粘着转移区域，在SEM照片上呈现灰褐色。富碳区的主要成分为CaFOCSiFe和Ba，对应于摩擦材料磨损表面粘着转移区域，其中CaFBa来自填充材料CaF2和BaS4，0和C来自于粘结剂酚醛树脂和Kevlar强材料，而S和Fe来自于偶件材料。可见在制动干摩擦过程中发生了制动材料和偶件的材料转移现象。其磨损表加光滑A磨屑的形成和脱落受阻，钟lishi毫碳区的主要成分为元素挪也，其主要来自于复K10摩擦材料磨损表面EDAX图谱合材料中的酚醛树脂和Kevlar增强相。Kevlar纤维直径小、端头多、柔软、卷曲及结团等，在复合材料制造过程中，较细的树脂粉末容易被束缚在纤维之间的空隙中，从而造成复合材料中成分的不均匀性；另一方面，由于Kevlar具有较高的强度和耐磨性，在摩檫过程中产生的磨屑相对更容易进入强度较低且粘结的富碳区域。在SEM照片（b）上，富碳区呈现光滑的黑色，表明其具有较好的耐磨性。在磨损表面转移剥落区域，其成分基本与原始复合材料的成分相同，但含有一定量的Fe，实际上这一区域是次表层基体材料和磨屑的混合物。EDAX能谱分析还表明，摩檫材料磨损表面Fe含量随着速度与压力的增加而降低，这说明在高速和高压条件下摩檫材料更易在偶件表面形成转移膜，从而使得摩檫材料表面与偶件铁表面之间的摩檫转变为摩檫材料表面与其在偶件表面转移膜之间的摩檫，进而降低摩檫，减轻磨损。表1列出了不同Kevlar含量的复合材料在不表1摩擦材料磨损表面粗糙度同条件下的磨损表面粗糙度数据。可见：对K5摩檫材料而言，在相同压力下，中等速度（400r/min）时磨损表面的粗糙度*大，高速（1 000r/min）时的磨损表面粗糙度与低速（245r/min）的相比有所增大；对K10摩檫材料而言，磨损表面粗糙度总体明显较小，且随速度和压力的增大而进一步有所减小。磨损表面粗糙度及其波动幅度均随Kevlar含量的提高而明显减小，表明Kevlar的加入有效地提高了摩檫系数的稳定性。

　　3结论两种摩檫材料在与铸铁偶件对摩时，均呈现粘着磨损和塑性变形特征，在高速和高压条件下塑性变形加剧，摩檫材料磨损表面可见熔融迹象。两种摩檫材料均可在偶件表面形成转移膜，且在高速和高压条件下转移膜更易形成。Kevlar纤维作为增强相可以有较弱的无机填料混合区，而很难粘地提高摩擦材料的摩檫稳定性并降低摩擦系数。