金属的磨损

金属的磨损

一、磨擦与磨损

1．磨擦：两相互接触的物体发生相对运动（或有相对运动趋势）时，

在接触面间所产生切向运动阻力的现象，叫磨擦，该运动阻力叫摩擦力；产生的相对运动，分二类：滑动、滚动、混合（滑+滚）；

因接触面之间有相对运动，接触面上会有一些小的物质颗粒与基体分离，成为磨屑，这种因接触面之间的相对运动导致其物质丢失的现象，称之为磨损；

另外，也把工件因磨擦引起物质丢失导致尺寸不足所致失效的方式叫磨损。

2．磨损：分三个阶段①跑合阶段；②稳定磨损阶段；③剧烈磨损阶段。开始磨损时，因接触表面刚接触间凹凸不平，接触面积较小，局部压应力较大，故磨损量较大；

随磨损时间的增加，接触面之间相互啮合，接触面积增大，使磨损量（速率）降低，而进入稳定磨损阶段；

稳定磨损阶段：该阶段磨损速率决定了材料的耐磨性能（为机件正常服

役阶段)。其它的如测量润滑性能，改进工艺求改善耐磨性的评估也要

求在此阶段进行；

随机件工作时间的增加，磨擦面间距也增加，磨擦表面的啮合性降低，磨擦表面质量下降，机件传动工作质量变坏，磨损速率大大增加，机件很快失效；

机件如：工作环境恶劣、跑合不良或质量太差，在跑合阶段就发生强烈粘着。此时只有激烈磨损阶段（无合阶段后期稳定磨损阶段)。

二、耐磨性：

用磨损量来表示，只有相互比较意义：用相同材料作成摩擦副。

相对耐磨性ε标准试样磨损量

被测试样磨损量

一般用耐磨性提高几倍来描述

三、磨损机理：分粘着磨损及磨粒磨损二种，常同时发生

1．粘着磨损：（又称咬合磨损）

特点：相对运动速度较小，摩擦面润滑缺乏，摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合，并产生形变强化作用，其强度、硬度均较高，在随后的相对分离的运动时，因该咬合的部位因结合紧密而不能分开，引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离，咬合吸附于另一摩擦面上，导致该摩擦面有物质颗粒损失，损失的物质颗粒后有可能脱落成为磨屑（或连同另一摩擦面上的形变强化部分一起咬合剥落)。

一般地，强度低（即硬度低）的一方易发生分离而咬合到硬度高的摩擦面上。

故而两硬度不同的摩擦件，硬度低的磨损量远远大于硬度高的

2．磨粒磨损：也叫切削磨损。

为摩擦副一方存在的坚硬凸起（可能来源：①本身硬度高；②凸起部位因局部的应力集中而形变强化；③粘着其它硬质点）或接触面间存在硬的质点（第三者，含自身磨屑），并在因相对运动在另一摩擦面上产生切削划痕并导致其物质丢失，分别叫二体磨粒磨损或三体磨粒磨损。

特点：有明显划痕（沟槽）（与咬合不同），其磨损机理为切削为主。

四、影响材料耐磨性的因素

1．强度（硬度)：尤其指表面硬度；

2．碳化物（或硬的第二相质点）的含量及其形态和分布；

3．润滑：其作用：①降低磨擦系数②分离磨擦面；

4．表面处理：

①化学热处理，均大幅提高材料的耐磨性能，其中以渗N作用最佳；

②渗硼B，目的：a）提高表面强度；b）降低相互间粘接力；c）减磨擦系数、摩擦力；

③镀金：增加润滑，提高表面硬度；

④渗S、渗P，增加润滑（特别是高温下工作的工件，此时不能加润滑剂）；

5．表面光洁度；

五、接触疲劳

两机件间作相互滚动（或作滑动）时，因交变压应力循环长期作用，而致接触表面产生压疲劳损伤，致使厚部区域产生小块金属剥落（形成蚀点，凹坑中见到微观疲劳辉纹。常与咬合磨损、磨粒磨损共同出现）。