[发明专利]一种恒温扭动腐蚀磨损试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种恒温扭动腐蚀磨损试验装置，包括多功能摩擦磨损试验机(1)，多 功能摩擦磨损试验机(1)的顶板下方安装的二维移动台(2)，二维移动台(2) 下方通过六维力/力矩传感器(13)连接有夹持上试件(6)的上夹具(15)；多 功能摩擦磨损试验机(1)的底座(24)上安装有高精低速的转动台(12)，转 动台(12)上安装有夹持球试件(8)的下夹具(19)；高精低速转动台(12)、 二维移动台(2)、六维力/力矩传感器(13)均与数据采集控制系统电连接，其 特征在于：

所述的下夹具(19)的周沿设有高出球试件(8)的介质腔(34)，介质腔 (34)内盛有将球试件(8)完全淹没的试验介质；

下夹具(19)的介质腔(34)的腔壁为夹层结构，腔壁的夹层(34a)下部 设有入水口(31)、上部设有出水口(35)，入水口(31)通过微型水泵(26) 与恒温水浴锅(23)相连，而出水口(35)则直接与恒温水浴锅(23)相连， 形成恒温循环水系统；

辅助电极(5)、参比电极(18)浸入介质腔(34)的试验介质中，且使参 比电极(18)的尖端距上试件(6)的下端面1-3mm；辅助电极(5)、参比电极 (18)及上试件(6)的上端面分别通过导线与微机控制的电化学工作站的相应 端口连接，形成电化学腐蚀测量系统。

2.根据权利要求1所述的一种恒温扭动腐蚀磨损试验装置，其特征在于： 所述的参比电极(18)为饱和甘汞电极，参比电极(18)的尖端为饱和甘汞电 极的盐桥(18a)的鲁金毛细管尖端。

3.根据权利要求1所述的一种试验装置，其特征在于：所述的电化学工作 站的恒电位范围为-12～+12V，恒电流范围-250～+250mA，电流测量分辨率为 10pA，电位测量分辨率为0.01mV，方波频率为1mHz～100kHz，正弦波频率为 0.1mHz～100kHz，电位扫描速度范围为0.01mV/s～5000V/s。

4.根据权利要求1所述的一种试验装置，其特征在于：所述的恒温水浴锅 (23)的恒温范围为室温～100℃，恒温精度±0.5℃。

5.一种使用权利要求1所述的试验装置进行恒温扭动腐蚀磨损的试验方法， 其作法是：

a、上试件的安装

用封样材料将圆柱形的上试样(6a)的上端面与侧面封闭，仅露出圆形下 端面作为试验工作表面，封样后形成长方体形的上试件(6)，将上试件(6)的 上端夹持在上夹具(15)上；

b、恒温状态的进入与保持

开启恒温水浴锅(23)，使其水温升至设定的恒温值，开启微型水泵(26)， 将恒温水循环输送至介质腔(34)壁的夹层(34a)中，使介质腔(34)内的试 验介质保持恒温状态；

c、扭动腐蚀磨损试验

通过数据采集控制系统控制上夹具(15)的上下移动，使上试件(6)与下 夹具(19)上已夹持好的球试件(8)接触并施加设定的载荷P，同时通过数据 采集控制系统的控制使下夹具(19)及其夹持的球试件(8)以设定的转速、转 角和往复次数进行往复旋转，在试验介质中实现上试件与球试件间的扭动腐蚀 磨损过程；

d、摩擦动力学试验数据的采集

在进行c步扭动腐蚀磨损试验的同时，与上夹具(15)相连的六维力/力矩 传感器(13)测出横向、纵向、垂向三个方向的力F_x、F_y、F_z和三个轴向的力 矩T_x、T_y、T_z，其中T_z即为摩擦扭矩；并与转动台的转速、角位移等数据一起 送至数据采集控制系统，再用数据采集控制系统分析得出表征扭动腐蚀磨损过 程中的摩擦动力学特性的试验结果；

e、腐蚀电化学数据的采集

在进行c步的扭动腐蚀磨损试验的同时，还通过电化学腐蚀测量系统测量 上试样的腐蚀电化学数据，用以研究扭动腐蚀磨损过程中的电化学腐蚀行为。