7. Các kết quả mới
2.2.1 Ảnh hƣởng của áp suất pháp tuyến
Trên hình 2.7 thể hiện đồ thị nguyên tắc về quan hệ giữa hệ số ma sát f và áp lực pháp tuyến [4,5,8]. Quan hệ này có ba vùng đặc trƣng:
I – Vùng ổn định, ứng với chế độ làm việc bình thƣờng của cặp ma sát (mòn oxy hóa)
II – Vùng chuyển tiếp
III – Vùng hƣ hỏng, trên đó diễn ra những quá trình không bình thƣờng (tróc, cầy xƣớc v.v…)
Hình 2.7 Đồ thị nguyên tắc biến thiên hệ số ma sát phụ thuộc áp suất pháp tuyến
f = f(p)
Vùng I: Chế độ ma sát bình thƣờng đƣợc đặc trƣng bởi hệ số ma sát ổn định và mòn nhỏ nhất, diễn ra do việc hình thành các cấu trúc thứ cấp bên trên bề mặt các kim loại chịu ma sát. Đoạn chuyển tiếp ứng với khả năng thích ứng của bề mặt, trong đó hàm f = f(p) có thể có cƣờng độ khác nhau (nhƣ đƣờng biểu diễn bằng nét đứt trong vùng II).
Vùng II: Đặc trƣng cho một sự chuyển tiếp nào đó ứng với các trị số p nhỏ, trong đó không có điều kiện bình thƣờng hóa hoàn toàn quá trình ma sát. Các giá trị áp suất ấy không đủ để làm bền và tạo dải giới hạn là những điều kiện cần cho tính thích ứng của vật liệu. Trong vùng chuyển tiếp, các lực có liên quan với sự dịch sát của các đoạn bề mặt đến một khoảng cách bằng khoảng cách giữa các nguyên tử, sẽ đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo nên lực ma sát. Tỷ số E/A tiến đến giá trị cực tiểu.
Trong đó: E – Năng lƣợng đƣợc hấp thụ vào bề mặt ma sát; A – Công của lực ma sát.
Vùng III – Biến dạng và phá hủy các cấu trúc thứ cấp bảo vệ diễn ra mạnh hơn. Trên vùng này tỷ số E/A tiến đến giá trị lớn nhất
Giới hạn của chế độ làm việc bình thƣờng (ma sát bình thƣờng) đƣợc xác định bởi trị số áp suất pháp tuyến giới hạn pth. Khi vƣợt qúa pth sẽ dẫn tới hiện tƣợng tróc, dập, cào
f I II III p pth1 pth2 0
54 xƣớc và những qúa trình không bình thƣờng khác với cƣờng độ khác nhau (nét đứt trên đồ thị đặc trƣng dao động lớn của lực ma sát – vùng III) và mòn mãnh liệt do đó nó chuyển nhanh sang trạng thái hƣ hỏng.