表面潤(rùn)濕性與粗糙度對(duì)配流副摩擦特性的影響

高殿榮，王子朋，梁瑛娜，劉曉輝，申苗苗

(1.燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北秦皇島 066004；2.燕山大學(xué)河北省重型機(jī)械流體動(dòng)力傳輸與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北秦皇島 066004)

0 前言

高壓海水軸向柱塞泵在海水環(huán)境和潤(rùn)滑條件下運(yùn)行，改善其各個(gè)摩擦副的摩擦磨損特性已成為柱塞泵的主要發(fā)展方向之一。配流副作為柱塞泵三大摩擦副之一，改善其摩擦磨損性能一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

配流副摩擦?xí)r，理想狀態(tài)應(yīng)該保證其具有良好的潤(rùn)滑膜，有利于形成流體潤(rùn)滑，從而達(dá)到減摩的效果[1-2]。傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)有滲入化學(xué)元素、表面涂敷、表面熱處理等方式來(lái)改變表面的耐磨性[3-4]。但由于海水黏度低，難以形成潤(rùn)滑水膜，造成潤(rùn)滑性能差、易磨損。目前已有學(xué)者通過(guò)模仿一些動(dòng)物表皮微觀結(jié)構(gòu)制備出仿生非光滑表面，進(jìn)而減小摩擦磨損行為[5]，但多以在摩擦副表面加工凹坑為主，但由于凹坑存在導(dǎo)致實(shí)際摩擦面積減小，增大摩擦阻力，因此關(guān)于仿生非光滑表面的摩擦性能仍可進(jìn)一步研究提升。因?yàn)槟Σ列阅苋菀资艿綕?rùn)滑液在摩擦界面的不均勻分布，以及潤(rùn)滑液與摩擦界面之間的相互作用力的影響[6-7]，所以可通過(guò)改變表面潤(rùn)濕性改善其表面形成均勻潤(rùn)滑水膜的能力。固液界面的潤(rùn)濕狀態(tài)是自然界中最常見(jiàn)的現(xiàn)象之一，而表面形貌是影響固體表面潤(rùn)濕性的關(guān)鍵因素之一[8-9]，表面粗糙度可以定量評(píng)價(jià)表面微觀形貌特點(diǎn)，所以通過(guò)改變材料表面粗糙度的方式可以獲取不同潤(rùn)濕性能[10]。張延良等[11]的研究表明：干摩擦條件下，試環(huán)表面粗糙度存在一個(gè)最佳的范圍，超出此范圍(如粗糙度較大或較小)，摩擦因數(shù)和磨損率都比較大。魏龍等人[12]建立了基于分形理論的滑動(dòng)摩擦表面接觸力學(xué)模型，理論計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)表面較粗糙時(shí)，摩擦因數(shù)對(duì)真實(shí)接觸面積的影響很?。浑S著表面光滑程度的增大，摩擦因數(shù)對(duì)真實(shí)接觸面積的影響增大，真實(shí)接觸面積隨著摩擦因數(shù)的增大而增大，特別是當(dāng)摩擦因數(shù)較大時(shí)，真實(shí)接觸面積增大的幅度也較大。EDACHERY等[13]研究表面紋理方向和粗糙度對(duì)潤(rùn)濕性、流動(dòng)性和夾緊性的影響，發(fā)現(xiàn)在Ra為0.886～0.236 μm時(shí)，潤(rùn)濕性隨粗糙度的增加而增加；相反，在Ra為0.151～0.079 μm時(shí)，隨著粗糙度的降低，潤(rùn)濕性增加。毋少峰[14]通過(guò)試驗(yàn)研究表明：仿生非光滑表面可以減小CFR/PEEK試樣的摩擦因數(shù)，其中半球坑仿生非光滑表面試樣的摩擦因數(shù)最小。WANG等[15]通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)研究了CFR/PEEK等不同材料的摩擦學(xué)性能，結(jié)果表明：CFR/PEEK的摩擦學(xué)性能最好。馬浩等人[16]的摩擦試驗(yàn)結(jié)果表明：在海水潤(rùn)滑條件下，下試樣 CF/PEEK 在磨擦過(guò)程中主要發(fā)生了犁溝效應(yīng)和磨粒磨損，仿生非光滑表面的凹坑可以有效存儲(chǔ)磨粒，減輕磨粒磨損，進(jìn)而起到減摩效果。崔曉華等[17]研究了不同長(zhǎng)度CF/PEEK復(fù)合材料對(duì)潤(rùn)濕性及摩擦學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：加入碳纖維后，復(fù)合材料表面接觸角增大；CF/PEEK的摩擦因數(shù)及摩擦量均低于純PEEK。梁瑛娜等[18]探究了海水潤(rùn)滑條件下316L不銹鋼與仿生非光滑表面CF/PEEK的摩擦學(xué)性能，結(jié)果表明：在海水潤(rùn)滑條件下，光滑表面配副以磨料磨損和黏著磨損為主，摩擦因數(shù)隨時(shí)間穩(wěn)定在0.05～0.09，試樣溫升大，磨損率大；非光滑表面配副可有效存儲(chǔ)海水和磨屑，產(chǎn)生動(dòng)壓潤(rùn)滑效應(yīng)、降低磨料磨損。

本文作者以SAF2507和CFR/PEEK為配對(duì)材料，以Taylor Hobson粗糙度輪廓儀、HARKE-SPCAX1接觸角測(cè)量?jī)x、OLYMPUS OLS-3100激光共聚焦顯微鏡為輔助機(jī)器，在MMD-5A標(biāo)準(zhǔn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，探索粗糙度及潤(rùn)濕性和摩擦磨損性能的耦合關(guān)系，為改善柱塞泵性能提供理論指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料的選取與制備

上試件采用不銹鋼材料SAF2507，它是一種鐵素體-奧氏體(雙相)不銹鋼，綜合了許多鐵素體鋼和奧氏體鋼最有益的性能。該材料中鉻和鉬的含量都很高，因此具有極好的抗點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕和均勻腐蝕的能力，廣泛應(yīng)用于強(qiáng)腐蝕環(huán)境，如石油和天然氣工業(yè)、海洋環(huán)境等。SAF2507主要參數(shù)如表1所示。

表 1 SAF2507不銹鋼的性能參數(shù)

下試件采用碳纖維增強(qiáng)型聚醚醚酮CFR/PEEK，它是一種非常優(yōu)秀的高分子復(fù)合材料，具有非常好的性能表現(xiàn)，比如耐熱性好、耐腐蝕、耐磨性好[19]，還具有一定的抗疲勞和自潤(rùn)滑性能，能很好地應(yīng)用于海洋環(huán)境中[20]。CFR/PEEK主要參數(shù)如表2所示。

表2 CFR/PEEK的性能參數(shù)

首先取18個(gè)光滑表面上試件，分別用不同目數(shù)的砂紙打磨，打磨方向?yàn)槿我夥较?，以保證試件不同方向的表面粗糙度各向同性。使用圖1所示的Taylor Hobson粗糙度輪廓儀測(cè)量表面粗糙度，測(cè)量時(shí)將試件正面向上水平放在傳感器探頭下方的測(cè)試平臺(tái)上，由儀器內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)傳感器沿被測(cè)表面等速滑行，傳感器把粗糙度信息傳到計(jì)算機(jī)后在液晶顯示器上讀出，每個(gè)表面測(cè)量3個(gè)位置取平均值。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)打磨和測(cè)量，得到3組不同粗糙度的上試件，每組6個(gè)，粗糙度Ra值分別為0.02、0.12、0.22 μm，精度控制在0.01 μm。

圖1 Taylor Hobson粗糙度輪廓儀

同理，取9個(gè)光滑下試件，通過(guò)打磨、測(cè)量得到3組不同粗糙度的下試件，每組3個(gè)，粗糙度Ra值分別為0.2、0.7、1.2 μm，精度控制在0.05 μm。

取9個(gè)帶有仿生凹坑的下試件，用同樣的方法進(jìn)行打磨和測(cè)量，得到3組不同粗糙度的仿生非光滑表面的下試件，每組3個(gè)，粗糙度Ra值分別為0.2、0.7、1.2 μm，精度控制在0.05 μm。仿生非光滑表面的下試件平面如圖2所示。

圖 2 帶有半球凹坑的仿生非光滑表面

試驗(yàn)所用介質(zhì)為經(jīng)過(guò)沉淀和過(guò)濾的秦皇島海域的天然海水，鹽度為30PUS，運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)為1.056 5，密度為1.0451 g/cm3(20 ℃)。

1.2 潤(rùn)濕性測(cè)量

將制備好的試件在圖3所示的HARKE-SPCAX1接觸角測(cè)量?jī)x上對(duì)表面潤(rùn)濕性進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量前用超聲波清洗儀清洗后用烘干箱烘干，液滴為沉淀與過(guò)濾后的天然海水，體積選取1 μL，每個(gè)表面測(cè)3個(gè)位置再取平均值為測(cè)量結(jié)果。

圖3 HARKE-SPCAX1接觸角測(cè)量?jī)x

經(jīng)過(guò)測(cè)量得出上下試件不同表面粗糙度對(duì)應(yīng)的接觸角如表3和表4所示。測(cè)量值為液滴滴下后1 s時(shí)的接觸角。測(cè)量得到不同粗糙度表面接觸角如圖4所示。

記者了解到，現(xiàn)如今，廣東海事局制定了西江聯(lián)動(dòng)執(zhí)法和統(tǒng)一執(zhí)法工作制度，積極推動(dòng)交界水域通航環(huán)境治理，不斷提升西江水域的巡航執(zhí)法效能，形成西江流域監(jiān)管常態(tài)化、一體化。與此同時(shí)，廣東海事局還綜合沿江六市特點(diǎn)，完成西江流域風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)和管理研究，編制《西江流域風(fēng)險(xiǎn)防控手冊(cè)》，建立統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)類型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)管控及預(yù)警機(jī)制，實(shí)現(xiàn)西江沿江六市風(fēng)險(xiǎn)防控標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)一步夯實(shí)了協(xié)同西江、聯(lián)合執(zhí)法的基礎(chǔ)。

圖 4 不同粗糙度表面的接觸角

表 3 不同表面粗糙度上試件的接觸角

表 4 不同表面粗糙度下試件的接觸角

levels：(a)upper specimen；(b)lower specimen

由圖4可知：在一定粗糙度范圍內(nèi)，隨著粗糙度的增加，上、下試件的接觸角都會(huì)逐漸變小。

1.3 顯微鏡觀察

用圖5所示的OLYMPUS OLS-3100激光共聚焦顯微鏡觀測(cè)試驗(yàn)前后的試件表面。OLYMPUS OLS-3100具有常規(guī)顯微鏡功能，可以對(duì)試件表面進(jìn)行拍照和掃描，掃描后，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理能夠獲得試件表面真實(shí)的三維形態(tài)圖。仿生非光滑單元體三維形貌的測(cè)量結(jié)果如圖6所示。凹坑直徑為1 mm，面積率為12%，凹坑數(shù)為216。

圖 5 OLYMPUS OLS-3100激光共聚焦顯微鏡

圖 6 半球形仿生非光滑單元體三維形貌

1.4 摩擦磨損試驗(yàn)

將制備好的試件在圖7所示的MMD-5A多功能端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。MMD-5A多功能端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要是以滑動(dòng)摩擦的形式，可在不同轉(zhuǎn)速、不同壓力下做兩表面間的抗磨損試驗(yàn)，測(cè)定摩擦因數(shù)，記錄溫度曲線和摩擦力曲線。試驗(yàn)分18組進(jìn)行：前9組上、下試件表面均為光滑平面進(jìn)行摩擦；后9組上試件表面為光滑平面，下試件表面為帶有半球凹坑的仿生非光滑表面。試驗(yàn)前后分別用超聲波清洗儀對(duì)試件進(jìn)行清洗，用高精度電子天平對(duì)下試件稱重。試驗(yàn)開(kāi)始前，在試驗(yàn)機(jī)底座上安裝有機(jī)玻璃水盒，倒入沉淀并過(guò)濾后的天然海水，以保證試驗(yàn)時(shí)試件在干凈的海水環(huán)境中進(jìn)行摩擦。所有試驗(yàn)工況保持一致，時(shí)間t=120 min，轉(zhuǎn)速N=1 500 r/min，所加載荷F=400 N，試驗(yàn)后導(dǎo)出Excel數(shù)據(jù)表格。

圖 7 MMD-5A摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 摩擦因數(shù)結(jié)果對(duì)比

記錄試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，以x-y、x-ay表示不同粗糙度表面的上下試件配對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)，x表示上試件粗糙度，y表示下試件粗糙度，字母a表示帶有仿生凹坑的非光滑表面。如0.02-a0.7表示粗糙度為0.02 μm的上試件和粗糙度為0.7 μm的帶有半球凹坑的仿生非光滑表面下試件進(jìn)行的摩擦磨損試驗(yàn)。

上、下試件均為光滑平面下，不同粗糙度的上、下試件摩擦因數(shù)隨時(shí)間變化曲線如圖8所示。

圖8 不同粗糙度的光滑表面摩擦因數(shù)變化曲線

對(duì)比粗糙度為0.12、0.22、0.02 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件摩擦因數(shù)可知：0.02 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件摩擦因數(shù)較小，3 600 s前維持在0.03附近，但在3 600 s后先后均發(fā)生了“燒盤”現(xiàn)象，且下試件粗糙度越小，發(fā)生的時(shí)間越早。這是因?yàn)槟Σ粮北砻孢^(guò)于光滑時(shí)，沒(méi)有足夠的微小間隙儲(chǔ)存海水，難以形成潤(rùn)滑水膜，造成瞬時(shí)出現(xiàn)干摩擦的情況，溫度驟然上升，表面瞬間發(fā)生黏著。0.12 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件在500 s后摩擦因數(shù)降在0.03～0.04之間，要小于0.22 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件摩擦因數(shù)，摩擦過(guò)程也較為穩(wěn)定。其中0.12-1.2的下試件的摩擦因數(shù)最小，進(jìn)入穩(wěn)定磨合階段的時(shí)間也越短。0.12-0.2 μm的摩擦因數(shù)在3 000 s左右開(kāi)始有小幅度上升，最終穩(wěn)定在0.12-1.2的摩擦因數(shù)曲線的上方。

在上試件為光滑表面、下試件為帶有仿生凹坑的表面下，不同粗糙度的上、下試件摩擦因數(shù)隨時(shí)間變化曲線如圖9所示。

圖9 不同粗糙度仿生非光滑表面摩擦因數(shù)變化曲線

對(duì)比粗糙度為0.12、0.22、0.02 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件摩擦因數(shù)可知：粗糙度為0.02 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件摩擦因數(shù)較小，其中與粗糙度為0.7 μm的下試件摩擦因數(shù)最小，穩(wěn)定后摩擦因數(shù)在0.02以下，也最快進(jìn)入穩(wěn)定磨合階段，摩擦過(guò)程也較為穩(wěn)定。

圖10 不同粗糙度試樣平均摩擦因數(shù)

對(duì)比光滑平面上、下不同粗糙度表面穩(wěn)定后的平均摩擦因數(shù)，由圖10(a)可知，0.12-1.2的摩擦因數(shù)最小，其次是0.22-0.7，兩者均在0.03以下。在下試件表面為仿生非光滑的情況下，對(duì)比上、下不同粗糙度表面穩(wěn)定后的平均摩擦因數(shù)，由圖10(b)可知：0.02 μm的上試件分別和3種不同粗糙度下試件摩擦因數(shù)明顯要小于其他情況，其中0.02-a0.7的摩擦因數(shù)最小，其次是0.02-a0.2。

結(jié)合圖4和圖10分析不同表面潤(rùn)濕性和摩擦因數(shù)之間的關(guān)系可知，在光滑試件下，接觸角為80.631°的上試件和接觸角為71.479°的下試件配對(duì)時(shí)平均摩擦因數(shù)最??；仿生非光滑表面下，接觸角為88.568°和接觸角為83.44°的下試件配對(duì)時(shí)平均摩擦因數(shù)最小。這是因?yàn)楫?dāng)試件表面為親水表面時(shí)，在摩擦?xí)r更容易形成潤(rùn)滑水膜[21]，但由于SAF2507和CFR/PEEK均為親水性材料，會(huì)隨著表面粗糙度增加而變得更加親水，當(dāng)粗糙度增大時(shí)，表面微凸體也變大，反而會(huì)增大摩擦阻力。所以，通過(guò)粗糙度調(diào)控潤(rùn)濕性的表面，其表面潤(rùn)濕性應(yīng)存在一個(gè)合理的范圍。

2.2 磨損量分析

除摩擦因數(shù)外，磨損量也可以很好地說(shuō)明摩擦過(guò)程的磨損情況，由于上試件為硬度和強(qiáng)度更大的不銹鋼，所以以材料為CFR/PEEK的下試件磨損為主。在試驗(yàn)前后，分別用精密電子天平對(duì)CFR/PEEK下試件進(jìn)行稱重，分別測(cè)量3次取平均值，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行記錄，試驗(yàn)后統(tǒng)計(jì)磨損量，如圖11所示。

圖11 試樣試驗(yàn)后磨損量

由圖11可知：光滑試件時(shí)，由于粗糙度為0.02 μm的上試件與3種不同粗糙度的下試件摩擦?xí)r發(fā)生了燒盤，所以磨損量最大；0.12-1.2的磨損量最小；在下試件帶有半球仿生坑時(shí)，0.02-a0.7的磨損量最小。除此之外，帶有仿生凹坑的表面磨損量普遍小于光滑試件的磨損量，從摩擦因數(shù)上對(duì)比，帶仿生凹坑表面的摩擦因數(shù)普遍小于光滑表面。另外，隨著粗糙度增加，磨損量也在增加，這是由于兩摩擦副由相對(duì)靜止到發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，粗糙度大的表面出現(xiàn)微凸體被破壞或發(fā)生犁溝作用，使2個(gè)表面均發(fā)生不同程度的破壞，被破壞掉的微凸體就是被磨損的量。

2.3 摩擦表面分析

由于配流副配流窗口的存在，使得配流副兩摩擦表面在摩擦過(guò)程中并不是所有面積時(shí)刻都保持接觸狀態(tài)。如在整個(gè)接觸面上，只有內(nèi)徑為50 mm、外徑為56.5 mm和內(nèi)徑為70 mm、外徑為76 mm的2個(gè)圓環(huán)在整個(gè)摩擦周期內(nèi)時(shí)刻處于接觸狀態(tài)，稱這兩部分表面為常接觸表面。如圖12所示，由于接觸時(shí)間長(zhǎng)并且潤(rùn)滑水膜難以形成使得這2個(gè)環(huán)面更容易發(fā)生磨損。

圖12 試件常接觸表面示意

用激光共聚焦顯微鏡對(duì)試驗(yàn)前后的下試件表面進(jìn)行掃描，對(duì)比磨損前后的表面形貌。觀察發(fā)現(xiàn)：所有試驗(yàn)后的下試件的非常接觸表面均只有不同程度的犁溝，而沒(méi)有表面被撕裂的現(xiàn)象。常接觸表面的磨損現(xiàn)象有2種：一種是只有犁溝現(xiàn)象；另一種是既有犁溝現(xiàn)象又有表面撕裂現(xiàn)象。犁溝現(xiàn)象說(shuō)明在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了磨料磨損，撕裂現(xiàn)象說(shuō)明在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了黏著磨損。常接觸表面既發(fā)生犁溝現(xiàn)象又發(fā)生撕裂現(xiàn)象的試驗(yàn)有0.02-0.2，0.02-0.7，0.02-1.2，0.22-a1.2。只發(fā)生犁溝現(xiàn)象的試驗(yàn)以0.12-1.2、0.02-a0.7為代表，如圖13(a)(b)所示。既發(fā)生犁溝現(xiàn)象又發(fā)生表面撕裂現(xiàn)象的試驗(yàn)以0.2-0.7、0.22-a1.2為代表，如圖13(c)(d)所示。

圖13 下試件試驗(yàn)前后TV照片對(duì)比

觀察發(fā)現(xiàn)，0.12-1.2和0.02-a0.7試驗(yàn)后下試件常接觸表面僅發(fā)生了犁溝現(xiàn)象，并無(wú)撕裂現(xiàn)象，凹坑邊緣也無(wú)破壞。這是由于上試件硬度大，其表面微凸體對(duì)下試件表面的劃傷，以及下試件被擠壓或碰撞掉的微凸體以磨粒的形式對(duì)下試件表面進(jìn)行了二次劃傷。0.2-0.7和0.22-a1.2試驗(yàn)后下試件常接觸表面除犁溝現(xiàn)象外，還有明顯的撕裂現(xiàn)象，部分原始表面被破壞，凹坑邊緣也被嚴(yán)重破壞。結(jié)合圖8和圖9可知：下試件在發(fā)生黏著磨損后摩擦因數(shù)會(huì)發(fā)生短暫的突變。這是因?yàn)槌＝佑|表面發(fā)生黏著磨損后，正向壓力減小，非常接觸表面的正向壓力增大，所以在短暫的突變后會(huì)重新建立平衡繼續(xù)靠非常接觸表面摩擦；但此時(shí)由于常接觸表面的損壞，黏著磨損造成的溝壑會(huì)使下試件兩配流窗口相通，直接影響泵的抽水壓力和泵水效率等，所以黏著磨損會(huì)直接導(dǎo)致泵的損壞，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)盡量避免。從整體試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，上試件粗糙度的不同對(duì)于摩擦效果的影響要大于下試件粗糙度。在光滑表面下，上試件摩擦表面太光滑容易使摩擦表面無(wú)法形成潤(rùn)滑水膜，從而發(fā)生“燒盤”；上試件太粗糙容易造成磨合階段時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，并且穩(wěn)定磨損階段容易發(fā)生跳動(dòng)。在仿生非光滑表面下，上試件摩擦表面可以更光滑一些而不發(fā)生“燒盤”，同時(shí)下試件摩擦表面不宜太過(guò)光滑。當(dāng)表面微凸體被擠壓或碰撞破壞后，一定的粗糙度可以使被“磨平”的表面仍存在一些微凹坑，這些微凹坑可以儲(chǔ)存磨屑和促進(jìn)潤(rùn)滑水膜的形成。

3 結(jié)論

在上下試件均為光滑表面情況下，粗糙度為0.12 μm的上試件與粗糙度為1.2 μm的光滑表面下試件摩擦?xí)r，摩擦因數(shù)最小，進(jìn)入穩(wěn)定摩擦的時(shí)間最短，磨損量最小，此配對(duì)試件的上試件表面接觸角為80.631°，下試件表面接觸角為71.479°；在上試件為光滑平面、下試件為帶有半球凹坑的仿生非光滑表面下，粗糙度為0.02 μm的上試件與粗糙度為0.7 μm的下試件摩擦?xí)r，摩擦因數(shù)最小，進(jìn)入穩(wěn)定摩擦的時(shí)間最短，磨損量最小，此配對(duì)試件的上試件表面接觸角為88.568°，下試件表面接觸角為83.44°。

對(duì)比2組試驗(yàn)結(jié)果可知：帶有仿生凹坑的表面摩擦因數(shù)普遍小于光滑表面，且同樣粗糙度為0.02 μm的上表面和不同粗糙度下表面摩擦，帶有仿生凹坑的表面不會(huì)因?yàn)闊o(wú)法形成潤(rùn)滑水膜而發(fā)生“燒盤”現(xiàn)象。綜合對(duì)比，粗糙度為0.02 μm的光滑上試件和帶有仿生凹坑且表面粗糙度為0.7 μm的下試件摩擦因數(shù)最小，磨損量最小，進(jìn)入穩(wěn)定磨合的時(shí)間最短。