传统滑动轴承系统,多采用钢-铜摩擦副。随着科技的进步,未来器件将朝微型化、精密化快速发展。传统钢制轴难在保证尺寸精度的同时还能达到强度等力学要求,新材料的开发无疑是解决这一瓶颈的关键所在。非晶合金作为新型金属,具有强度高、硬度大、比重较小、耐腐、耐磨好的特点,还能一次成型。这些特点可以确保非晶合金轴的体积更小、重量更轻、承载更强、尺寸精度更高。非晶合金无疑是未来在微型器件方面用来替代钢质轴的理想材料。本论文探究了三种典型高强非晶合金:Ni基非晶合金(NiB)、Zr基非晶合金(ZrB)、Cu基非晶合金(CuB)与黄铜在不同润滑条件下的滑动摩擦磨损性能,并以传统轴承钢GCr15做参照。取得以下主要结论:干摩擦条件下:和GCr15钢一样,NiB、ZrB、CuB与高力黄铜发生相对摩擦时,以磨粒磨损为主,粘着磨损为辅。所有非晶合金在干摩擦下都表现出更好的摩擦性能,与非晶对磨的高力黄铜的磨损量只有与GCr15钢的80-90%。同时非晶合金的摩擦系数和GCr15钢基本相当,且随载荷的增加或速度的增加整体呈下降趋势。润滑脂条件下:和GCr15钢一样,非晶合金的磨损机制也是以磨粒磨损为主,粘着磨损为辅。与非晶合金对磨的高力黄铜的磨损率与GCr15钢整体相当。低速下,与ZrB、CuB对磨的高力黄铜的磨损率比与GCr15钢对磨的低4.1%-9.6%。非晶合金的摩擦系数和GCr15钢整体相当,随载荷变化不大,随速度的增加呈增加趋势。同等条件下,与非晶对磨的H59黄铜的磨损量比高力黄铜高出69.1%,H59黄铜的平均摩擦系数比高力黄铜高出0.08。表明高力黄铜和非晶合金的适配性更好。与干摩擦相比,润滑脂下,与非晶合金对磨的高力黄铜的磨损量平均减少29.5%。润滑油下:与GCr15钢相比,NiB、ZrB、CuB主要发生磨粒磨损,未发生粘着磨损。非晶合金在低速、高速下表现出更好的摩擦性能,1 mm/s时,与非晶合金对磨的高力黄铜的平均磨损量为与GCr15钢对磨的65%;10 mm/s时,为GCr15钢的56.1%。非晶合金的摩擦系数的变化趋势整体上随载荷或速度的增加而降低。相比其他两种非晶合金,与NiB对磨的材料具有相对较低的磨损量,说明NiB更适合在油润滑条件下使用。与干摩擦相比,在润滑油下与非晶合金对磨的高力黄铜磨损量不足前者3%,平均摩擦系数降低0.09。这些表明,润滑油能有效改善非晶合金和高力黄铜接触面的润滑情况,有效减低摩擦,降低磨损。固体润滑下:高力黄铜具有极低的磨损率。非晶合金的摩擦系数随载荷升高先降低后升高,随速度升高而升高。同等条件下比较,非晶合金的平均摩擦系数比润滑油下低36%。非晶合金更适合在不高于1 kg(3.12 MPa)的低载或不高于5 mm/s的低速下工作。综上所述,非晶合金在干摩擦和脂润滑下比GCr15钢具有相当或更优异的对磨性能,特别是在低载荷下,非晶合金没有出现粘着磨损,能全面取代钢制轴来与黄铜对磨。其中,油润滑下,相比其他非晶合金,NiB具有更好的性能,尤其是1 mm/s时,对磨的高力黄铜的磨损量仅为与GCr15钢对磨的52%。因此,Ni基非晶合金替代钢制轴表现出更加优异的摩擦磨损特性。