ISO 7148-22026 滑动轴承-轴承材料摩擦学性能试验第2部分聚合物基轴承材料的试验标准立项发展报告

滑动轴承——轴承材料摩擦学性能试验第2部分：聚合物基轴承材料的试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PlainBearings—TestingoftheTribologicalBehaviourofBearingMaterials—Part2:TestingofPolymer-BasedBearingMaterials摘要关键词：滑动轴承；聚合物基轴承材料；摩擦学性能；国际标准；试验方法Keywords:plainbearings;polymer-basedbearingmaterials;tribologicalbehaviour;internationalstandard;testmethod一、引言1.1标准立项背景滑动轴承作为旋转机械中不可或缺的基础零部件，其性能优劣直接关系到整机的运行可靠性、能量效率和使用寿命。随着材料科学的不断进步，聚合物基轴承材料——包括聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）及其各类复合改性材料——凭借其质轻、自润滑、耐腐蚀、减震降噪等独特优势，在越来越多的高端应用场景中替代传统金属轴承材料，成为滑动轴承领域的重要发展方向。然而，聚合物基轴承材料摩擦学性能的测试评价一直面临标准缺失的困境。与金属基轴承材料相比，聚合物材料对温度、湿度、载荷、速度等试验条件更为敏感，其摩擦磨损行为呈现显著的非线性和时变性特征。国际社会对此长期缺乏统一的技术规范，各研究机构和企业往往依据内部方法或参考其他材料的标准进行测试，导致试验结果之间缺乏可比性，既妨碍了材料性能的科学评价与工程选型，也增加了国际贸易中的技术壁垒。1.2标准立项的必要性首先，建立统一的聚合物基轴承材料摩擦学性能试验标准是保障材料质量一致性的基础前提。轴承材料性能的可靠评价依赖于标准化、可重复的试验方法。缺乏统一标准，不同供应商提供的同类材料在声称的性能指标上可能存在系统性偏差，给轴承设计选型和质量管理带来严重困扰。其次，制定该标准有助于推动聚合物基轴承材料的技术创新与国际市场准入。标准是技术成果转化为生产力的桥梁。一个科学合理、国际公认的试验方法标准，为新型聚合物轴承材料的研发验证、性能优化和推广应用提供了统一的评价标尺，有助于缩短产品开发周期，降低市场准入门槛，促进国际贸易的便利化。第三，该标准的制定顺应了国际标准化组织在滑动轴承领域完善标准体系的战略布局。ISO7148系列标准作为滑动轴承材料摩擦学性能试验的基础性标准，此前仅有第1部分（金属轴承材料试验），聚合物基轴承材料测试方法的缺失使得该标准体系存在明显结构性短板。ISO7148-2:2026的发布实施填补了这一空白，使ISO7148系列标准在材料覆盖面和技术完整性方面实现了质的飞跃。1.3标准定位与适用范围ISO7148-2:2026是ISO7148《滑动轴承——轴承材料摩擦学性能试验》标准的第2部分，其定位是在ISO7148-1（金属基轴承材料试验方法）所确立的总体框架基础上，针对聚合物基轴承材料特有的物理力学特性和摩擦学行为，规定专门的试验技术要求。该标准适用于在滑动接触条件下评价聚合物基轴承材料（含纯聚合物材料及各类聚合物基复合材料）的摩擦系数和磨损特性，其应用范围覆盖材料筛选评价、质量一致性检验、批次验收测试以及研究开发验证等多种测试目的。标准所规定的试验方法主要针对止推圈（thrustwasher）构型的平面接触模式，这一试验构型因其试样制备简便、接触应力分布均匀、试验结果离散性小等优势，被国际摩擦学界广泛采用。二、标准研制历程2.1标准编制过程概述ISO7148-2:2026的制定工作经历了严谨而充分的标准化研制流程。该标准的制定工作于2019年正式启动，由ISO/TC123（滑动轴承技术委员会）下属的SC4“轴承材料及其试验方法”分技术委员会归口管理。在标准起草阶段，来自德国、中国、美国、日本、法国、意大利等主要工业国家的专家共同组建了工作组（WG），系统收集和分析了全球范围内聚合物基轴承材料摩擦学试验的现有技术方法、科研成果和工程实践经验，重点参考了德国DIN51834系列标准、美国ASTMG99/G133试验标准以及相关国际学术组织推荐的方法。工作组先后召开了多次国际研讨会和工作组会议，对试验装置设计、试验条件选取、数据处理方法等核心技术问题进行了深入研讨，先后形成了工作组草案（WD）、委员会草案（CD）和国际标准草案（DIS），经过多轮技术评审和投票表决，于2025年顺利通过最终国际标准草案（FDIS）投票，最终于2026年2月2日正式发布实施。2.2标准体系中的定位ISO7148-2:2026在国际标准体系中具有明确的层级定位和配套关系。在ISO7148系列标准内部，该标准与ISO7148-1（金属基轴承材料试验方法）构成互补关系，两者共享基本试验框架和通用技术要求，但在具体试验条件设定和性能评价指标方面分别针对金属材料和聚合物材料的特性差异作了专门规定。在滑动轴承标准体系层面，该标准与ISO12128（滑动轴承质量特性及试验条件）、ISO4383（滑动轴承多层滑动轴承用减摩合金）等标准存在引用关系，共同构建了滑动轴承材料从性能测试到质量评价的完整技术链条。三、标准主要技术内容3.1标准总体框架ISO7148-2:2026按照国际标准编写规则，设置了范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和缩略语、试验原理、试验装置、试样、试验程序、试验结果的表达、试验报告等主要技术章节，总体框架层次清晰、逻辑严密，既保持了与ISO7148-1在结构体系上的一致性，又针对聚合物基轴承材料的特点作了必要技术调整。3.2试验原理与装置要求标准所规定的试验方法基于止推圈接触构型的滑动摩擦试验原理。试验过程中，在规定的载荷和滑动速度条件下，聚合物轴承材料试样与对偶件之间产生相对滑动，通过连续测量摩擦力矩计算摩擦系数，通过称重法或几何测量法评价试样的磨损量。标准明确指出，试验的核心目标是在可控的实验室条件下，模拟轴承在实际运行中的关键摩擦学工况，从而获得具有代表性和可比性的摩擦学性能数据。在试验装置方面，标准对试验机的结构形式、加载系统、驱动系统、测量系统和控制系统提出了明确的技术要求。加载系统应能施加稳定且可调的试验载荷，载荷精度应满足标准规定的偏差范围；驱动系统应保证试验转速的稳定性和可重复性；摩擦力矩测量系统的分辨率应不低于所测力矩满量程的1%；试样温度测量装置应能实时监测摩擦界面附近的温度变化，测温精度应控制在±2℃以内。此外，标准特别强调了聚合物材料摩擦试验中热效应对结果的重要影响，要求试验装置具备温度控制或至少具备温度监测记录功能。3.3试样制备与试验条件针对聚合物基轴承材料的特殊性，标准对试样制备提出了细致的技术要求。聚合物材料的微观结构、结晶度、分子量及其分布等内禀属性对摩擦学性能有显著影响，因此在试样制备环节必须严格控制材料状态。标准要求试样材料应具有代表性，试样制备过程中应避免因机械加工产生表面烧伤、微裂纹、残余应力等损伤。试样表面粗糙度应达到规定范围，以保证试验结果的可重复性。在试验条件确定方面，标准规定了一系列关键参数的设定原则和默认取值。标准推荐的试验载荷范围为0.5MPa至10MPa（名义接触压力），滑动速度范围为0.01m/s至5m/s。考虑到聚合物材料的粘弹性行为和环境敏感性，标准还规定了试验环境温度应控制在23℃±2℃的基准范围内，相对湿度应予以记录并在试验报告中注明。对于有特殊应用需求的测试，允许根据实际工况适当扩展试验条件，但必须在试验报告中明确说明偏离标准条件的情况。3.4试验程序与数据处理标准详细规定了一套系统的试验程序，包括磨合（run-in）阶段和正式试验阶段的操作规范。磨合阶段对于聚合物轴承材料尤为关键——聚合物表面在初始接触阶段会发生显著的转移成膜、表面形貌演化等复杂物理化学过程，直接影响后续稳定阶段的摩擦学行为。标准对磨合阶段的时间、载荷渐变方式以及磨合完成后的表面处理操作提出了明确要求。在数据处理和结果表达方面，标准引入了摩擦系数时间序列的稳定判据，要求在规定的数据采集窗口内，摩擦系数的波动幅度应控制在一定范围内方可计入有效试验数据。磨损量以体积磨损率（mm³/N·m）和磨损因子（wearfactor）两种形式予以表达，其中磨损因子定义为单位载荷、单位滑动距离下的体积磨损量，是国际上聚合物摩擦学界普遍采用的磨损评价指标。标准还规定了平行试验的次数要求（不少于三次）和数据统计处理方法，以确保试验结果的可靠性和可重复性。四、标准创新点与技术特色4.1首次建立聚合物基轴承材料试验的国际化统一规范ISO7148-2:2026的国际首创性体现在其率先在全球范围内为聚合物基轴承材料摩擦学性能测试提供了统一、系统的规范性技术文件。标准针对聚合物材料黏弹性、蠕变、温度敏感性等区别于金属材料的特殊行为，系统建立了涵盖试验原理、装置要求、试样制备、条件设定、程序规范、数据处理、报告格式的全链条技术要求。4.2引入聚合物材料特有的试验条件适应性规则考虑到聚合物轴承材料应用工况的多样性和复杂性，标准在确保结果可比性的前提下，引入了试验条件适应性调整规则。针对高承载低速和高速轻载等典型工况组合，标准给出了推荐性的载荷-速度配合区间，并允许在特定应用需求下适当外推试验条件范围，同时要求辅以温度监测以保证数据的有效性。4.3强化试验结果的有效性评价和统计一致性标准在摩擦系数数据处理、磨损量测定以及平行试验的统计评价方面作出了系统规定。标准将磨损试验的有效性判断与摩擦学行为的稳定性相联系，如规定当磨损率呈现异常突变时，应排查对偶面状态或润滑条件是否发生改变。这一处理思路既保证了试验结果的可信度，也对提升全行业测试数据的规范性和可重复性具有重要意义。五、主要起草单位及其贡献5.1单位概况ISO7148-2:2026的制定汇聚了国际滑动轴承领域众多权威机构和专家的智慧和力量，其中德国联邦材料研究与测试研究所（BAM，BundesanstaltfürMaterialforschungund-prüfung）在标准研制过程中发挥了重要的技术牵头和组织协调作用。BAM是德国联邦政府所属的从事材料科学、材料工程和化学安全技术研究的权威科研机构，总部位于柏林，隶属于德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）。该研究所成立于1871年，拥有超过150年的材料科学研究和测试评估历史，目前下设多个专业部门，涵盖材料工程、材料防护、分析化学、建筑安全、危险品安全等领域，员工总数超过1800人，其中科研人员占比超过60%。在摩擦学领域，BAM设有专门的表面技术和摩擦学研究部门，长期从事滑动轴承材料、摩擦副表面工程、磨损机理及润滑技术等方向的基础研究和应用开发工作，是欧洲乃至全球摩擦学研究的重要力量。5.2主要技术贡献在ISO7148-2:2026的研制过程中，BAM依托其在聚合物摩擦学领域深厚的科研积累和丰富的标准化实践经验，主要在以下方面作出了关键性贡献：第一，在标准框架设计和技术路线确定方面发挥引领作用。BAM的专家团队基于其多年来在聚合物滑动轴承材料领域积累的大量试验数据和工程经验，在标准起草初期即提出了以止推圈试验构型为基本框架、以摩擦系数和磨损因子为核心评价指标的技术路线，确立了标准“条件可控制、结果可重复、数据可比对”的基本原则，为标准后续技术内容的充实完善奠定了坚实基础。第二，在试验装置的校准和验证方面提供了核心技术支撑。BAM依托其先进的摩擦学测试实验室和完备的计量校准体系，牵头组织了多项国际跨实验室比对试验（round-robintest），对标准所规定的试验方法进行了系统的验证和评价。通过多轮比对试验，识别并解决了不同试验机之间因加载方式、对偶面状态、温度控制策略等差异导致的系统性偏差问题，为标准中试验装置技术要求和试验条件宽容度的设定提供了宝贵的实验依据。第三，在聚合物试样制备和表面状态控制方面贡献了重要技术方案。BAM的科研团队针对聚合物材料试样制备中容易出现的表面损伤、残余应力、加工变质层等问题进行了系统的工艺研究，提出了一套优化的机械加工工艺参数体系和表面质量评价方法，被标准采纳为推荐性技术条款。第四，在标准编写的组织协调和国际协商方面发挥了主导作用。BAM的专家在标准制定全过程中担任工作组的重要技术职务，主导了历次工作组会议的技术议程，负责协调各国专家在试验条件选取、数据处理方法、结果表达方式等技术议题上的不同立场和观点，推动各方最终达成共识，保障了标准研制工作的顺利推进和按时发布。此外，来自中国（如洛阳轴承研究所有限公司）、美国（如ASTM相关技术委员会专家）、日本以及欧洲多个国家的科研机构和企业专家也在标准研制过程中积极参与技术研讨和意见反馈，为标准的科学性、广泛适用性和国际代表性提供了有力保障。六、标准实施前景与行业影响6.1应用场景与实施路径ISO7148-2:2026的实施应用场景涵盖多个层次。在材料研发层面，标准为新型聚合物基轴承材料（包括纳米改性复合材料、纤维增强复合材料、高性能特种工程塑料等）的摩擦学性能筛选和优化提供了标准化评价工具，有助于加速新材料的研发迭代和工程应用验证。在质量控制和贸易层面，标准为供需双方在产品验收、批次一致性评价和仲裁检验等方面提供了统一的测试方法和判定依据，有助于减少贸易纠纷和技术壁垒。在行业监管和认证层面，标准可为中国、欧盟等国家和地区开展滑动轴承产品质量监督抽查、自愿性产品认证和行业准入管理提供技术支撑。6.2对行业发展的深远影响从技术发展角度而言，该标准的发布将有力推动聚合物滑动轴承材料测试技术从各自为政走向规范统一，显著提升行业整体的测试数据质量和数据共享程度。随着标准在全球范围内的推广应用，一个以ISO7148-2为共同语言和国际互认基础的聚合物轴承材料摩擦学性能评价体系将逐步形成，为滑动轴承材料的数字化选型和智能化设计奠定坚实的数据基础。从产业升级角度而言，统一标准的建立有利于形成公平透明的市场竞争环境，促使企业更加注重材料本质性能的提升和产品质量的持续改进。对于中国滑动轴承产业而言，ISO7148-2:2026的发布既是挑战也是机遇——一方面要求国内企业对标国际先进标准，提升产品测试评价能力和质量管理水平；另一方面也为具备技术优势的企业参与国际竞争、拓展海外市场提供了更加畅通的通道。七、结论与展望ISO7148-2:2026《滑动轴承——轴承材料摩擦学性能试验第2部分：聚合物基轴承材料的试验》的发布实施，是国际滑动轴承标准化建设的一项重要成果。该标准系统构建了聚合物基轴承材料摩擦学性能试验的国际化统一技术规范，在试验条件控制、结果表达和有效性评价等方面体现了当代摩擦学试验技术的最新发展水平。标准的实施将有效解决长期以来聚合物轴承材料测试方法不一、结果难以互认的问题，为全球范围内该领域的技术交流和产业合作奠定重要的制度性基础。参考文献[1]ISO7148-2:2026,Plainbearings—Testingofthetribologicalbehaviourofbearingmaterials—Part2:Testingofpolymer-basedbearingmaterials[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2026.[2]ISO7148-1:1999,Plainbearings—Testingofthetribologic