现代机械土程界常采用的分类方法是按摩擦表面破坏的机理和特征,分为磨粒
磨损,粘着磨损、
疲劳磨损和腐蚀磨损。这种分类方法揭不了各种类型磨损的过程和木质,对采取抗磨措施有很大的指导息义。
1.磨粒磨损
什么叫磨粒?广义地说,凡是硬质颗粒或硬金属都是磨粒,但从研究的角度讲磨粒一般指非金属矿物和岩石,如二氧化硅、灰尘等。
硬质微粒进入摩擦表面间时,由于产生切削和磨削作用,金属表面发生塑性变形而引起的磨损叫磨粒磨损。
按摩擦表面所受应力和冲击的大小分为凿削式磨粒磨损、高应力磨粒磨损和低应力磨粒磨损。
(1)凿削式磨粒磨损,这类磨损的特征是冲击力大,磨料以很大的冲击切入金属表面。因此土件受到很高的应力,造成表面宏观变形,并可从摩擦表面凿削下大颗粒的金属,在被磨损表面有较深的沟槽和压痕。如挖掘机的斗齿、矿石破碎机锤头等零件表面的磨损即属十此种磨损形式。
(2)高应力磨粒磨损,这类磨损的特点是应力高,磨料所受应力超过磨料的压碎强度。当磨粒夹在两摩擦表面之间时,局部产生很高的接触应力,磨料不断被碾碎。被碾碎的磨料颗粒呈多边形,擦伤金属,在摩擦表面留下沟槽和凹坑。如矿石粉碎机的腭板,轧碎机滚筒等表面的破坏。
(3)低应力磨粒磨损,这种磨损的特征是应力低,磨料作用于摩擦表面的应力不超过它木身的压溃强度。材料表面有擦伤并有微小的切削痕迹。如泥砂泵叶轮的磨损。
2.粘着磨损
由于摩擦表面存在着一定的表面粗糙度,在压力作用下,当摩擦表面互相作用时,在真实接触点上产生瞬时一高温,存在十摩擦面上的表面膜在高温、高压作用下遭到破坏,从而发生新鲜金属表面直接接触,在接触点上产生粘着,若继续相对运动,撕裂面产生在某一局部强度弱的一方,而发生磨损。这种磨损叫粘着磨损,如汽车发动机的拉缸现象就是这种磨损。
产生粘着磨损的条件可归纳如下:
1)表面纯洁,无吸附膜。金属表面实际上经常存在着吸附膜。常温下只有在塑性变形之后,金属滑移,吸附膜破坏,才能露出纯洁的金属表面。再就是温度升高,能使膜层破坏。
2)接触面愈近,愈易产生粘着。接触点愈密,实际接触面愈大。原子晶格距离愈近,愈易产生粘着。
3)原子点阵晶格中的能量要超过一定的数值,才能引起粘着。零件的弹性变化,温度升高都会使原子能量增加,活动能力增强,容易产生粘着。
4)同名金属易粘着。同名金属原子晶体距离相等,亲合力强,在其他条件相同时,比异名金属易产生粘着。
3.疲劳磨损
疲劳磨损是循环接触应力周期性地作用在摩擦表面上,使表面材料疲劳而引起材料微粒脱落的现象。
在滚动摩擦面上,两摩擦面接触的地方产生了接触应力,表层发生弹性变形,在表层内部产生了较大的切应力(这个薄弱区域最易产生裂纹),由于接触应力的反复作用,在达到一定次数后,其表层内部的薄弱区域开始产生裂纹。同时,在表层外部也因接触应力的反复作用而塑性变形,材料表面
硬化,最后产生裂纹。在裂纹形成的两个表面之间,由于压力的润滑油楔入,使裂纹内壁产生巨大的内应力,迫使裂纹加深并扩展,这种裂纹的扩展延伸,就造成了麻点剥落。如滚动轴承和齿轮传动的磨损就是属于疲劳磨损。
遭受滚动接触疲劳磨损的表面常出现深浅不同的针状痘、斑状凹坑或较大面积的剥落。所以有人又称其为点蚀或痘斑磨损。
疲劳磨损分为非扩展性和扩展性的两类。
(1)非扩展性疲劳磨损对十新的摩擦表面,由于接触点少,单位面积上的压力较大,容易产生小麻点。但随着磨合,实际接触面积增大,单位面积承受的压力降低、麻点停止扩大,因而不会明显地影响机件的正常工作。
(2)扩展性疲劳磨损当作用在两接触面上的交变应力较大,或材料、润滑油选择不当时,出现的小麻点数量不断增加进而形成麻点的连接现象,形成痘斑状凹坑或大面积剥落。
4.腐蚀磨损
摩擦时材料与周围介质发生化学或电化学相互作用而造成的磨损叫做腐蚀磨损。这种磨损实质上包含两个过程:腐蚀和机械磨损。由于介质及材料的性质不同,腐蚀磨损可分二类:氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损。
(1)氧化磨损大气中含有氧,所以氧化磨损是一种最常见的磨损形式,其特征是在金属的摩擦表面沿滑动方向形成匀细的磨痕。钢铁材料在低速滑动摩擦时,由于摩擦热的作用可能形成黑色Fe304磨屑和松脆FeO。
影响氧化磨损的因素有滑动速度,接触载荷,氧化膜的硬度、介质的含氧量,润滑条件及材料性能等。一般说来,氧化磨损比其他磨损轻微得多。使用油脂润滑,把摩擦表面与空气中的氧隔绝开来,可以减缓氧化膜的形成速度,降低氧化磨损。
(2)特殊介质的腐蚀磨损由于摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质发生化学作用而产生的磨损称为介质腐蚀磨损。其机理与氧化磨损相似,但磨损速度快得多。
镍、铬等元素在特殊介质作用下,可形成化学结合力较高、结构较致密的钝化膜,因此,可减轻腐蚀磨损。钨、钥在500℃以上其表面可形成保护膜,使摩擦系数减小,因此钨、钥是抗高温腐蚀的币要材料。含银、铜等儿素的轴承材料,在温度不高时,与润滑油中的硫化物作用也可生成硫化膜,能起减摩作用。此外,由碳化钨、碳化钦等组成的硬质合金,也都具有高的抗腐蚀磨损能力。您看到此篇文章时的感受是:
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