标准摘要
【主要技术内容】 6 试验设备及仪器 6.1 试验条件 6.1.1 试验应在35℃~1200℃范围内进行。 6.1.2 试验环境的相对湿度通常控制在 40%~60%之间，以确保在试验过程中，防止样品表面形成水膜或引起静电等问题。对于敏感性材料，湿度应控制在40%±5%范围内，或其他较窄范围内。 6.1.3 试验环境应无振动、无强电磁干扰、无腐蚀性气体和无粉尘。 6.2 设备概述 设备采用上球、下面的往复式摩擦方式。法向力通过自动加载机构，垂直作用于摩擦球端，确保摩擦球与试样紧密贴合，并承受特定载荷力。加热炉采用铁铬铝电阻丝加热，炉体及保温层填充氧化铝纤维以增强隔热效果。铂铑型热电偶固定在靠近试样表面的炉内壁，配合红外测温进行辅助验证，通过校准修正温差，提升测温精准度。炉体外部及下端设有水冷套及循环装置，可有效阻断炉体高温向外部及下端零部件传导。避免设备因过热受损。驱动机构带动摩擦力传感器及加载杆以设定的频率匀速往复运动。在摩擦过程中，接触表面与摩擦球面之间会产生摩擦力。摩擦系数通过检测摩擦球端所受的摩擦力进行计算，摩擦磨损原理图见图2。摩擦球端及支架与力传感器相连，以采集摩擦球端接触表面所承受的摩擦力。 6.3 测力系统 6.3.1 试验机的测力系统应按照 GB/T 16825.1 进行校准，其准确度等级为1级。 6.3.2 高温往复摩擦试验机应配有加载法向力和摩擦力测定系统，以确定摩擦系数。 6.3.3 加载法向力校准示值相对误差不超过±0.5%F.S,示值重复性不超过1%。 6.3.4 摩擦力校准示值相对误差不超过±1%F.S，示值重复性不超过1%。 6.4 试样夹持 6.4.1 对磨球安装于球夹具中，球夹具安装至加载杆上，并将对磨球顶出1/3，用于摩擦接触，且保证在摩擦过程中，球体不可滚动。球在接触时垂直于试样表面，角度相对误差不超过±1°，以确保必要的接触条件。 6.4.2 下试样用夹具固定于样品台上，试样保持垂直于主轴轴线，角度相对误差不超过±1°。试样夹持必须是稳定、牢固，以避免试样在试验过程中的松动。 6.4.3 加载杆应位于摩擦接触面上，加载装置具有自动调节功能，以减小由滑动摩擦引起的额外载荷。 6.5 测速系统 6.5.1 试验机的测速系统应按照 JJG 1134 进行校准，其准确度等级为0.002级。 6.5.2 主轴转动在有负载的情况下能够保持恒速，转速误差不超过±1%F.S，转速测量范围在10 r/min~1000 r/min之间。应配备转数计数器以便于记录。 6.6 测量系统 6.6.1 试验机的表面轮廓测量系统应按照 JJG 1305 进行校准，其准确度等级为0.02级。 6.6.2 测量示值相对误差不超过±0.5%F.S，示值重复性不超过1%。 7 试验参数 7.1 载荷 摩擦磨损接触处法向力值。 7.2 频率 接触面之间的相对滑动频率，以赫兹为单位。 7.3 往复长度 接触面之间相对滑动长度，以mm为单位。 8 试验方法 8.1 在试验前，试样应清洗与干燥。使用不含氯和非成膜清洗剂或溶剂清除试样表面污垢和异物，随后干燥以清除所有可能残留的清洗剂。 8.2 试验应在35℃~1200℃范围内进行。100℃以上试验必须有水循环，以保证设备及试验安全。 8.3 将球安装入球夹具中，并将球夹具固定于加载杆上。试样放置于样品台，用样品夹具固定。加载杆放入加载杆套中，并调整炉膛升降、前后、加载横梁高度等，确定摩擦过程中球与样品表面的位置，加载杆高低等，保证试验过程中，球夹具运行轨迹无触碰样品夹具，取出加载杆。 8.4 在软件界面进行自动升温设定。（升温时间或保温时间应大于试验时间）打开水循环，炉膛加装保温盖，启动温控仪，将炉腔内及样品加热到设定温度值。 8.5 设定参数后，将摩擦力零点调节至0±0.001，放入加载杆。启动试验机，仪器先平稳自动加载至设定载荷值，再启动驱动电机进行摩擦试验。试样在启动驱动电机时开始试验，当达到所要求的试验时间时，试验停止，试验不能被中断或重新启动。 8.6 试验温度、频率、时间、载荷应根据材料及工艺需要确定。 8.7 试验过程中实时显示摩擦系数、温度-时间曲线，并根据要求记录温度、时间、频率、载荷、摩擦力、摩擦系数。 8.8 清除磨痕周围的磨损碎屑，将样品安装至磨损量测试组件上，并将测量触针移动至磨痕右侧，启动磨损量测试，设备自动运行并扫描出磨痕横截面曲线。 注：磨损量测试需在同一磨痕均匀选择不同的三处进行测量，并按照三次测量平均值计算。 8.9 根据需要，在试验过程中记录磨痕曲线值。 8.10 取出试样，观察磨痕。 9 试验结果处理 9.1 摩擦系数 用公式（1）计算摩擦系数： 9.2 体积磨损量 磨损量采用表面轮廓仪（二维或三维），并按公式（2）计算磨损量。若采用二维轮廓仪，按标准GB/T 19067规定，则同一磨痕选择3处具有代表性的位置分别测量后，取3次平均值作为一个试验数据。将磨痕横截面进行积分可得到磨痕截面积，磨痕截面积乘以磨痕长度可得到体积磨损量。 9.3 磨痕横截面示意图见图3，用公式（2）（牛顿-莱布尼茨公式）计算磨痕横截面面积： 9.4 用公式（3）计算体积磨损量： 9.5 试验结果数值至少保留两位有效数字，修约方法按GB/T 8170执行。 10 试验报告 试验完成后形成试验报告，试验报告应包含以下内容： a）试验机型号； b）标准编号； c）试验形式、材料种类、处理工艺； d）实验的载荷、频率、往复长度、温度及时间； e）摩擦系数曲线的数据图； f）磨痕曲线的数据图； g）磨痕体积磨损量； h）环境温度和湿度。