常用材料摩擦系数与摩阻系数
1.各种润滑状态下的摩擦系数 材料与润滑条件 | 摩擦系数 | 应用实例 | ||
干摩擦 | 洁净无润滑表面 | 0.3~0.5 | 钢—银、皮革—木材、尼龙—钢 | |
除上述外的金属(不包括密集六方晶体结构) | 0.8~1.5 | 铜—铜、黄铜—黄铜、铬—铬、 | ||
密集六方晶体结构的相同金属 | 0.35~0.65 | 钛—钛、锌—锌 | ||
硬材料对洁净的有柔软成分的二相合金 | 0.15~0.3 | 钢—铜铅合金、钢—巴氏合金 | ||
橡胶对其他材料 聚四氟乙烯对其他材料 石墨对其他材料 | 0.6~0.9 0.04~0.12 0.08~0.16 | - | ||
纯净表面,高真空处理的 金属 非金属 | ≥3.0 0.4~1.0 | - | ||
固体润滑 | 涂有软金属的硬金属表面 | 0.08~0.2 | 钢表面上涂有铅 | |
用石墨、二硫化钼或粘结剂粘结的固体润滑材料 | 0.06~0.2 | - | ||
边界润滑 | 低效润滑 | 0.3~0.5 | 水、汽油、非潮湿性液体润滑的金属 | |
一般润滑 | ≤0.15~0.3 | 精制矿物油、湿润性液体润滑和有污染的金属表面 | ||
高效润滑: 金属—金属、金属—非金属 非金属—非金属 | 0.05~0.1 0.1~0.1 | 带有油性添加剂的矿物油、脂、良好的合成油润滑的: 钢—钢、钢—尼龙 尼龙—尼龙 | ||
动压润滑 | 全液体润滑油膜(速度v>3m/min) | 0.001~0.01 | - | |
静压润滑 | 全液体润滑油膜 | ≤0.001 | - | |
滑动轴承的摩擦系数 | ||||
轴承类型 | 轴承状态 | 摩擦系数 | 备注 | |
滑动轴承 | 液体摩擦 | 0.001~0.01 | - | |
半液体摩擦 | 0.01~0.1 | - | ||
半干摩擦 | 0.1~0.5 | - | ||
轧辊轴承 | 层压胶木轴瓦 | 0.004~0.006 | - | |
青铜轴瓦 | 0.07~0.1 | 用于热轧辊 | ||
青铜轴瓦 | 0.04~0.08 | 用于冷轧辊 | ||
特殊密封的液体摩擦轴承 | 0.003~0.005 | - | ||
特殊密封的半液体摩擦轴承 | 0.005~0.01 | - |
2.常用材料的摩擦系数
摩擦副材料 | 摩擦系数 |
| 摩擦副材料 | 摩擦系数 | ||||
无润滑 | 有润滑 | 无润滑 | 有润滑 | |||||
钢 | 钢 | 0.15(静) 0.1 | 0.1~0.12(静) 0.05~0.1 | 铝 | 未淬火T8钢 | 0.18 | 0.03 | |
软钢 | 0.2 | 0.1~0.2 | 淬火T8钢 | 0.17 | 0.02 | |||
未淬火T8钢 | 0.15 | 0.03 | 黄铜 | 0.27 | 0.02 | |||
铸铁 | 0.2~0.3(静) 0.16~0.18 | 0.05~0.15 | 青铜 | 0.22 | - | |||
黄铜 | 0.19 | 0.03 | 钢 | 0.3 | 0.02 | |||
青铜 | 0.15~0.18 | 0.1~0.15(静) 0.07 | 夹布胶木 | 0.26 | - | |||
铝 | 0.17 | 0.02 | 硅铝合金 | 夹布胶木 | 0.34 | - | ||
轴承合金 | 0.2 | 0.04 | 钢纸 | 0.32 | - | |||
夹布胶木 | 0.22 | - | 树脂 | 0.28 | - | |||
钢纸 | 0.22 | - | 硬橡胶 | 0.25 | - | |||
冰 | 0.027(静) 0.014 | - | 石板 | 0.26 | - | |||
粉末冶金 | 0.35~0.55(静) | - | 绝缘物 | 0.26 | - | |||
聚四氟乙烯 | 0.1(静) 0.05 | 工程 塑料 | 聚四氟乙烯 | 0.04(静) 0.04 | - | |||
聚全氟乙丙烯 | 0.25(静) 0.18 | 聚三氟氯乙烯 | 0.43(静) 0.32 | - | ||||
聚偏二氟乙烯 | 0.33(静) 0.25 | 低密度聚乙烯 | 0.33(静) 0.33 | - | ||||
聚三氟氯乙烯 | 0.45(静) 0.33 | 高密度聚乙烯 | 0.12(静) 0.11 | - | ||||
低密度聚乙烯 | 0.27(静) 0.26 | 聚氯乙烯 | 0.5(静) 0.4 | - | ||||
高密度聚乙烯 | 0.18(静) 0.08-0.12 | 聚偏二氯乙烯 | 0.9(静) 0.52 | - | ||||
聚氯乙烯 | 0.45(静) 0.4 | 聚苯二甲酸乙二醇酯 | 0.27(静) 0.20 | - | ||||
聚偏二氯乙烯 | 0.68(静) 0.45 | 聚酰胺(尼龙66) | 0.42(静) 0.35 | - | ||||
聚苯二甲酸乙二醇酯 | 0.29(静) 0.28 | 尼龙 | 尼龙 | 0.15~0.25(静) | - | |||
聚酰胺(尼龙66) | 0.37(静) 0.34 | 聚四氟乙烯 | 聚四氟乙烯 | 0.04(静) | - | |||
软钢 | 铸铁 | 0.2(静) 0.18 | 0.05~0.15 | 橡胶 | 橡胶 | 0.5(静) | - | |
青铜 | 0.2(静) 0.18 | 0.07~0.15 | 石 | 金属 | 0.3~0.4(静) | - | ||
45#淬火钢 | 聚甲醛 | 0.46 | 0.016 | 土 | 0.5(干) 0.3(湿) | - | ||
聚碳酸脂 | 0.3 | 0.03 | 雪橇 | 雪 | 0.08(静) 0.06 | - | ||
尼龙9(加3%MoS2) | 0.57 | 0.02 | 石墨 | 软钢 | 0.21 | - | ||
尼龙9(加30%玻璃纤维) | 0.48 | 0.023 | 冰 | 冰 | 0.3~0.5(静) 0.11(-40℃) 0.025(0℃) | - | ||
尼龙1010(加30%玻璃纤维) | 0.039 | - | 铁 | 0.027 | - | |||
尼龙1010(加40%玻璃纤维) | 0.07 | - | 红宝石 | 红宝石 | 0.16 | - | ||
氯化聚醚 | 0.35 | 0.034 | 淬硬钢 | 0.25 | - | |||
ABS | 0.35~0.46 | 0.018 | 石棉基材料 | 钢或铸铁 | 0.25~0.4 | 0.08~0.12 | ||
玻璃 | 0.7 | - | ||||||
铸铁 | 铸铁 | 0.15 | 0.15~0.16(静) 0.07~0.12 | 皮革 | 钢或铸铁 | 0.3~0.5 | 0.12~0.15 | |
金属 | 0.4~0.6(静) | - | ||||||
青铜 | 0.28(静) 0.15~0.21 | 0.16(静) 0.07~0.15 | 木料 | 0.4~0.5(静) 0.03~0.05 | - | |||
皮革 | 0.55 0.28 | 0.15 0.12 | 硬木 | 钢或铸铁 | 0.2~0.35 | 0.12~0.16 | ||
橡胶 | 0.8 | 0.5 | 软木 | 0.3~0.5 | 0.15~0.25 | |||
铜 | 铜 | 0.2 | - | 钢纸 | 0.3~0.5 | 0.12~0.17 | ||
未淬火的T8钢 | 0.15 | 0.03 | 毛粘 | 0.22 | 0.18 | |||
淬火的T8钢 | 0.15 | 0.03 | 木材 | 木材 | 0.4~0.6(静)0.2(湿) 0.2~0.5 | 0.1(静) 0.07~0.1 | ||
黄铜 | 黄铜 | 0.17 | 0.02 | 石 | 0.4(静) | - | ||
钢 | 0.3 | 0.02 | 金属 | 0.6(干) 0.2(湿) | - | |||
未淬火T8钢 | 0.19 | 0.03 | 麻绳 | 木材 | 0.5~0.8(静) 0.5 | - | ||
淬火T8钢 | 0.14 | 0.02 | 毛织品 | 毛织品 | 0.44 | - | ||
硬橡胶 | 0.25 | - | 砖 | 砖 | 0.6~0.7 | - | ||
玻璃 | 0.25 | - | 玻璃 | 玻璃 | 0.7 | - | ||
青铜 | 夹布胶木 | 0.23 | - | 水晶 | 水晶 | 0.9 | - | |
钢纸 | 0.24 | - | - | - | - | - | ||
树脂 | 0.21 | - | - | - | - | - | ||
硬橡胶 | 0.36 | - | - | - | - | - | ||
石板 | 0.33 | - | - | - | - | - | ||
绝缘物 | 0.26 | - | - | - | - | - |
3.自润滑材料的摩擦系数
材料 | 密度 (kg/ m3) | 硬度 (HB) | 抗压 强度 (MPa) | 摩擦系数 | 备注 | ||||
配方 | 质量百分比 | 粘滑试验 | 环块试验 | ||||||
LY12 | LY12 | 渗碳钢 | |||||||
Ag | 100 | 9600 | 25 | 386 | 0.66静 | 0.63 | 粘着 | 0.58~0.65 | 烧结温 度: 600℃。 粘滑试 验中, 圆头为LY12( 铝),载 荷4.8N, 速度8 mm/min. 环块试 验中, 总载荷 98N, 速度7.8 m/min, 15min停 止试验。 |
Ag+WSe2 | 90+10 | 9500 | 25 | 185 | 0.18静 | 0.17 | 0.12~0.15 | 0.25~0.37 | |
80+20 | 9400 | 22 | 110 | 0.16静 | 0.16 | 0.12~0.14 | 0.25~0.26 | ||
70+30 | 9300 | 20 | 72 | 0.16静 | 0.15 | 0.14~0.17 | 0.19~0.25 | ||
60+40 | 9100 | 19 | 45 | 0.15静 | 0.14 | 0.15~0.17 | 0.33~0.38 | ||
Ag+MoS2 | 95+5 | 8800 | 25 | 304 | 0.19静 | 0.13 | 0.12~0.16 | 0.23~0.34 | |
90+10 | 8500 | 24 | 229 | 0.13静 | 0.14 | 0.10~0.13 | 0.17~0.23 | ||
80+20 | 7800 | 22 | 105 | 0.14静 | 0.14 | 0.13~0.14 | 0.25~0.31 | ||
70+30 | 7200 | 20 | 67 | 0.14静 | 0.13 | 0.13~0.14 | 0.22~0.25 | ||
60+40 | 6700 | 20 | 46 | 0.12静 | 0.11 | 0.14~0.16 | 0.18~0.22 | ||
Ag+Cu+ Zn+MoS2 | 62+29+9+0 | 8500 | 58 | >386 | 0.57静 | 0.55 | 粘着 | 0.48~0.49 | |
59+27.5 +8.5+5 | 7800 | 50 | 287 | 0.38静 | 0.33 | 0.15~0.20 | 0.21~0.34 | ||
55.8+26.1 +8.1+10 | 7700 | 45 | 216 | 0.32静 | 0.30 | 0.11~0.16 | 0.21~0.29 | ||
52.7+24.6 1.7+15 | 7400 | 42 | 194 | 0.27静 | 0.24 | 0.14~0.16 | 0.21~0.20 | ||
Cu | 100 | 7000 | 44 | 266 | 0.46静 | 0.44 | 粘着 | 0.72~0.77 | |
Cu+WSe2 | 90+10 | 7400 | 38 | 247 | 0.31静 | 0.29 | 0.12~0.15 | 0.14~0.31 | |
80+20 | 7500 | 35 | 196 | 0.28静 | 0.26 | 0.11~0.13 | 0.10~0.31 | ||
75+25 | 7600 | 27 | 128 | 0.25静 | 0.23 | 0.14~0.17 | 0.15~0.28 | ||
65+35 | 7700 | 25 | 107 | 0.24静 | 0.21 | 0.12~0.15 | 0.26~0.29 | ||
60+40 | 7600 | 22 | 71 | 0.21静 | 0.20 | 0.12~0.13 | 0.19~0.26 | ||
Cu+MoS2 | |||||||||
90+10 | 6900 | 38 | 157 | 0.37静 | 0.33 | 0.11~0.14 | 0.19~0.21 | ||
80+20 | 6500 | 39 | 103 | 0.30静 | 0.25 | 0.11~0.13 | 0.13~0.28 | ||
70+30 | 6300 | 26 | 77 | 0.19静 | 0.17 | 0.13~0.15 | 0.15~0.22 | ||
Cu+石墨 | 90+10 | 6000 | 21 | 119 | 0.15静 | 0.15 | 粘着 | 0.22~0.23 | |
80+20 | 5000 | 14 | 65 | 0.17静 | 0.17 | 0.17~0.18 | 0.23~0.26 | ||
70+30 | 4300 | 12 | 43 | 0.17静 | 0.17 | 0.19~0.21 | 0.23~0.26 | ||
Fe+石墨 | 90+10 | 4700 | 40 | 187 | 0.18静 | 0.17 | 0.14~0.15 | - | 烧结温度900℃。试验条件同上 |
80+20 | 4300 | 17 | 72 | 0.15静 | 0.15 | 0.18~0.20 | - | ||
70+30 | 3900 | 16 | 52 | 0.13静 | 0.13 | 0.20~0.21 | - |
4.密封材料的摩擦系数
密封材料 | 润滑剂 | 摩擦系数(与45钢套) | ||||
粘度ν50 (mm2/s) | 添加剂 | 18℃ | 100℃ | |||
润滑充分 | 润滑不足 | 润滑充分 | 润滑不足 | |||
鞣制皮革 | 30 | 抗氧剂 | 0.09 | 0.06 | 0.16 | 0.08 |
60 | - | 0.06 | 0.06 | - | - | |
铬鞣皮革 | 30 | 抗氧剂 | 0.13 | 0.06 | - | - |
氯丁橡胶 | 30 | 抗氧剂 | 0.02 | 0.07 | 0.12 | - |
60 | - | 0.01 | - | - | - | |
130 | 10%菜子油 | 0.01 | 0.06 | - | - | |
特殊橡胶 | 30 | 抗氧剂 | 0.03 | 0.06 | 0.16 | 0.17 |
60 | - | 0.02 | - | 0.15 | - |
5.真空中材料的摩擦系数 摩擦副材料 | 摩擦系数 | 摩擦副材料 | 载荷(N) | 摩擦系数 | |||||
空气中 | 真空中 | 空气中 | 真空中 | ||||||
Cu | Ni | 0.45 | 1.5 | Al | Al | 30 | 0.78 | 1.57 | |
Cu | Fe | 0.51 | 0.75 | 60 | 0.59 | 0.59 | |||
W | Ni | 0.21 | 1.36 | 黄铜 | 黄铜 | 32 | 0.31 | 0.7 | |
W | Cu | 0.34 | 0.41 | 0.39 | 0.6 | ||||
Ta | Cu | 0.23 | 0.9 | 铍青铜 | 铍青铜 | 32 | 0.58 | 1.1 | |
Ta | Ni | 0.44 | 0.43 | 不锈钢 | 不锈钢 | - | 0.82 | 2.94 |
摩擦副材料 | 摩擦系数 | 摩擦副材料 | 摩擦系数 | ||||
液氮中 | 液氢中 | 液氮中 | |||||
石墨+金属氟化物 | 不锈钢 | 0.18 | 0.22 | Al | Al | 0.718 | |
石墨+酚 | 0.04 | 0.06 | Ti | Ti | 0.692 | ||
石墨(15%)+F4(85%) | 0.09 | 0.16 | W | W | 1.006 | ||
石墨(5)+尼龙(95%) | 0.06 | 0.15 | Fe | Fe | 0.841 | ||
Al | 38CrMoAlA (氮化) | 0.853 | - | Ni | Ni | 0.879 | |
Ti | 0.734 | - | Mo | Mo | 0.831 | ||
W | 1.068 | - | 聚苯乙烯 | 45#钢 | 0.33~0.35 | ||
Fe | 1.023 | - | 聚氯乙烯 | 0.20~0.22 | |||
Co | 0.537 | - | 夹布胶木 | 0.31~0.34 | |||
Ni | 1.037 | - | F4 | 0.09~0.10 | |||
Nb | 1.016 | - | 桦木 | 0.32~0.38 | |||
Mo | 0.879 | - | 硬橡胶 | 0.30~0.48 | |||
38CrMoAlA | 0.7 | - | 石墨 | 0.68~0.72 |
6.低温下材料的摩擦系数
7.滚动摩擦系数
滚轮材料 | 滚道材料 | 滚动摩擦系数(cm) | 滚轮材料 | 滚道材料 | 滚动摩擦系数 (无量纲) | |
钢 | 钢 | 0.02-0.04 | 钢球 (d=1.6mm) | 硬钢 | 0.00002 | |
木 | 0.15-0.25 | 软钢 | 0.00004-0.0001 | |||
碎石路 | 0.12-0.5 | 黄铜 | 0.000045 | |||
软土路 | 7.5-12.5 | 铜 | 0.00012 | |||
淬火钢 | 淬火钢 | 0.01 | 铝 | 0.001 | ||
铸铁 | 铸铁 | 0.05 | 锡 | 0.0012 | ||
木材 | 钢 | 0.03-0.04 | 铅 | 0.0014 | ||
充气轮胎 | 优质路 | 0.05-0.055 | 玻璃 | 0.000014 | ||
泥土路 | 0.1-0.15 | - | - | - | ||
实心橡胶轮胎 | 优质路 | 0.1 | - | - | ||
泥土路 | 0.22-0.28 | - | - | |||
铁梨木 | 柞木 | 0.05 | - | - | - | |
榆木 | 0.08 | - | - | - | ||
滚动轴承的摩擦系数 | ||||||
轴承类别 | 摩擦系数 | 轴承类别 | 摩擦系数 | |||
单列向心球轴承 | 径向载荷 | 0.002 | 短圆柱滚子轴承 | 0.002 | ||
轴向载荷 | 0.004 | 长圆柱滚子或螺旋滚子轴承 | 0.006 | |||
单列角接触球轴承 | 径向载荷 | 0.003 | 滚针轴承 | 0.008 | ||
轴向载荷 | 0.005 | 推力轴承 | 0.003 | |||
圆锥滚子轴承 | 径向载荷 | 0.008 | 双列向心球面球轴承 | 0.0015 | ||
轴向载荷 | 0.02 | 双列向心球面滚子轴承 | 0.004 | |||
轧辊用圆锥滚动轴承 | - | 0.002-0.005 | - | - |