·578· 北京科技大学学报 1996年No.6 钢盘，但摩擦因数较 表：试验结果 高.说明氧氮处理可显 编号盘试样润滑剂承载能力/kN摩擦系数 磨损率/107mN 著改善钢的抗擦伤性 A 40Cr LP 0.24 0.105 掾擦伤 能，但减摩作用不好.当 B 40Cr LP+SO 1.68 0.128 117.9 润滑剂中加入S0时， C ON LP 1.32 0.150 21.4 ON盘的承载能力提高D ON LP+SO 4.404 0.137 47.6 了3.08kN,提高的幅度比40Cr钢盘高1.14倍，承载能力比40Cr钢盘增加1.62倍，而且摩擦 因数有所降低，磨损率虽然增大了1倍多，但仍显著低于40Cr钢盘.说明氧氨处理表面与S0 配合可取得更好的抗磨和抗擦伤效果， 3分析及讨论 利用X射线光电子能谱仪(XP$)分析了盘试样各摩擦表面上边界润滑膜的化学结构.结 果表明，仅由LP润滑时，2种盘试样摩擦表面上的边界润滑膜均主要由氧化铁组成.由 LP+SO润滑时，在2种盘试样的摩擦表面上，SO生成的化学反应膜均为FS,边界润滑膜均 主要由氧化铁和FS组成.说明氧氮处理表面不影响化学反应膜和边界润滑膜的化学结构. 根据俄歇电子能谱仪(AES)的分析结果，算出了盘试样各摩擦表面上边界润滑膜中主要 元素的原子数比O/Fe和SFe随溅射时间的变化，结果如图1所示.仅由LP润滑时，在120N 载荷下，ON盘摩擦表面的O/Fe远高于40Cr钢盘，表明ON盘摩擦表面的氧化膜更厚且结构 更致密，此即为LP润滑时ON盘的承载能力明显高于40C钢盘的主要原因. (a)1.60 (b)0.80 1.20 B 0.60 出 D 0.80 受 0.40 2/O D D Da A D, nc. 0.40 0.20 C C, 0 0 0.601.201.802.403.00 00.601.201.802.403.00 溅射时间/min 溅射时间/min 图1不同载何下盘试样摩擦表面上元素的原子含量比随溅射时间的变化关系 (图中曲线所标字母为表1所列的试验编号，数字为该摩擦表面的最高试验载荷) 由LP+SO润滑时，在试验的3个载荷下，ON盘摩擦表面的S/Fe均明显高于40Cr钢盘， 说明氧氮处理表面的氧化膜可促进FS膜的生成，使得ON盘摩擦表面的FeS膜更厚且结构 更致密.在120N载荷下，LP+SO润滑时40Cr钢盘摩擦表面的OFe比LP润滑时低；LP润滑 时ON盘摩擦表面的OFe随载荷的增加而逐步升高，而LP+SO润滑时其摩擦表面的OFe不 仅比LP润滑时低，而且随着载荷的增加而逐步降低.这些都表明，润滑剂中加入SO时不利· · 北 京 科 技 大 学 学 报 年 钢 盘 ， 但 摩 擦 因 数 较 表 试验结果 高 说 明 氧 氮 处 理 可 显 编 号 盘试样 润滑剂 承载能力 摩擦系数 磨损率 一 一 ‘ 著 改 善 钢 的 抗 擦 伤 性 擦伤 能 ， 但 减 摩 作 用 不 好 当 · · 润 滑 剂 中 加 人 时 ， · 盘 的 承 载 能 力 提 高 了 ， 提 高的 幅度 比 钢 盘 高 倍 ， 承 载能力 比 钢 盘增 加 倍 ， 而 且 摩 擦 因数有 所 降低 ， 磨 损率 虽 然增 大 了 倍多 ， 但仍显 著低 于 钢盘 说 明氧 氮 处理 表 面 与 配合 可 取得更 好 的抗磨 和 抗擦伤效果 分析及讨论 利 用 射 线光 电子 能谱仪 分 析 了盘 试样各摩擦 表 面上边 界 润 滑膜 的化学 结构 结 果 表 明 ， 仅 由 润 滑 时 ， 种 盘 试 样 摩 擦 表 面 上 的 边 界 润 滑 膜 均 主 要 由 氧 化 铁 组 成 由 润 滑 时 ， 在 种 盘 试 样 的摩 擦 表 面 上 ， 生 成 的化 学 反 应膜 均 为 ， 边 界 润 滑 膜 均 主要 由氧化 铁和 组成 说 明氧 氮处理 表 面不 影 响化 学反 应 膜 和 边 界 润 滑膜 的化学 结 构 根 据俄 歇 电子 能 谱 仪 的分析结 果 ， 算 出 了盘 试样 各 摩 擦 表 面 上边 界 润 滑膜 中主要 元 素的原 子 数 比 下 和 用 随溅射 时 间 的变 化 ， 结果 如 图 所示 仅 由 润 滑 时 ， 在 载荷 下 ， 盘摩擦 表 面 的 用 远 高于 钢 盘 ， 表 明 盘摩擦 表 面 的 氧化膜更 厚且 结 构 更致 密 ， 此 即为 润 滑 时 盘 的承 载能力 明显 高于 钢盘 的主要 原 因 卜刃 燕吸斗︵︶ 燕吸斗︵︶己 ﹄。 石 溅 射日寸旬 溅射时 间 图 不 同载何下盘试样摩擦表面上 元素的原子含最 比随溅射时间的变化关 系 图 中曲线所标字母为表 所 列的试验编 号 ， 数字为该摩擦表面的最高试验载荷 由 润 滑 时 ， 在 试验 的 个 载荷 下 ， 盘摩 擦 表 面 的 压 均 明显 高于 钢 盘 ， 说 明氧 氮处理 表 面 的氧化 膜 可促 进 膜 的生 成 ， 使得 盘摩擦 表 面 的 膜更 厚且 结 构 更 致 密 在 载荷 下 ， 润 滑 时 钢 盘摩擦 表 面 的 压 比 润 滑 时低 润 滑 时 盘摩擦 表 面 的 压 随载荷 的增 加 而 逐 步 升 高 ， 而 润 滑 时其摩 擦 表 面 的 下 不 仅 比 润 滑 时低 ， 而 且 随 着 载 荷 的增 加 而 逐 步 降低 这 些 都表 明 ， 润 滑 剂 中加 入 时不 利