磨粒尺寸对往复密封用HNBR摩擦学性能的影响

作     者：甘豪 何霞 王国荣 胡刚 张文超 

作者机构：西南石油大学机电工程学院 西南石油大学能源装备研究院 石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2024年第44卷第8期

页      面：1009-1020页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52004240) 四川省科技厅自然科学基金创新研究群体项目(2020ZHCG0048)和四川省科技厅自然科学基金创新研究群体项目(2023NSFSC1980)资助~~ 

主　　题：氢化丁腈 磨粒尺寸 往复运动 磨粒磨损 临界尺寸 

摘      要：为探究油润滑条件下磨粒尺寸对氢化丁腈橡胶摩擦性能的影响，使用UMT摩擦磨损试验机开展了高速往复摩擦试验.试验前对磨粒进行能谱分析并使用激光粒度分布仪统计其粒度分布.试验后使用白光干涉仪、扫描电镜对HNBR(氢化丁腈橡胶)磨损形貌进行表征，为磨粒磨损机理的分析提供了支撑.磨损区域EDS(能量色散X射线谱仪)结果表明，各尺寸磨粒在HNBR表面不同程度的影响摩擦化学反应.磨损形貌表明磨粒在300目和150目之间存在由滚动向滑动转变的临界尺寸.在摩擦力位移曲线中发现每个往复周期内都存在2个大小不一的波峰，对其积分可得往复过程摩擦做功差，波峰差体现往复不平稳性.根据摩擦系数时变曲线将摩擦过程分为非稳态、稳态阶段.在摩擦非稳态阶段，磨粒使摩擦功往复差值增大.磨粒尺寸越大，往复摩擦做功差值也越大，趋于平稳越慢.在摩擦稳态阶段，与纯润滑组相比，滑动磨粒增大往复摩擦做功差值，滚动磨粒减小往复摩擦做功差值.滚动磨粒尺寸越大，往复摩擦做功差值越小.