磨料磨损
摩擦、磨损简介
摩擦、磨损简介磨损基本概念磨损是零部件失效的一种基本类型。
通常意义上来讲，磨损是指零部件几何尺寸（体积）变小。
零部件失去原有设计所规定的功能称为失效。
失效包括完全丧失原定功能；功能降低和有严重损伤或隐患，继续使用会失去可靠性及安全性和安全性。
1、磨损的分类:按照表面破坏机理特征，磨损可以分为磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等。
前三种是磨损的基本类型，后两种只在某些特定条件下才会发生。
磨料磨损：物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失。
粘着磨损：摩擦副相对运动时，由于固相焊合作用的结果，造成接触面金属损耗。
表面疲劳磨损：两接触表面在交变接触压应力的作用下，材料表面因疲劳而产生物质损失。
腐蚀磨损：零件表面在摩擦的过程中，表面金属与周围介质发生化学或电化学反应，因而出现的物质损失。
微动磨损：两接触表面间没有宏观相对运动，但在外界变动负荷影响下，有小振幅的相对振动（小于100μm），此时接触表面间产生大量的微小氧化物磨损粉末，因此造成的磨损称为微动磨损2、表征材料磨损性能的参量为了反映零件的磨损，常常需要用一些参量来表征材料的磨损性能。
常用的参量有以下几种：(1)磨损量由于磨损引起的材料损失量称为磨损量，它可通过测量长度、体积或质量的变化而得到，并相应称它们为线磨损量、体积磨损量和质量磨损量。
(2)磨损率以单位时间内材料的磨损量表示，即磨损率I=dV /dt (V为磨损量,t为时间）。
(3)磨损度以单位滑移距离内材料的磨损量来表示，即磨损度E=dV/dL (L为滑移距离）。
(4)耐磨性指材料抵抗磨损的性能，它以规定摩擦条件下的磨损率或磨损度的倒数来表示，即耐磨性=dt/dV或dL/dV。
(5)相对耐磨性指在同样条件下，两种材料（通常其中一种是Pb-Sn合金标准试样）的耐磨性之比值，即相对耐磨性εw=ε试样/ε标样。
摩擦基本概念当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的摩擦趋势时，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。
塑料磨损的几种方式
塑料磨损的几种方式
塑料磨损是指塑料材料在使用过程中因摩擦、磨损等原因而造
成表面的损坏或磨损现象。
塑料磨损的方式主要包括以下几种：
1. 磨损磨损是指塑料材料在与其他物体接触时，由于受到外力
摩擦而导致表面物质的脱落或损伤。
例如，当塑料制品与其他硬物
体摩擦时，会导致塑料表面的磨损，逐渐形成磨损痕迹。
2. 疲劳磨损疲劳磨损是指塑料材料在长期受到交变应力作用下，出现微裂纹并最终导致表面的磨损。
这种磨损方式通常发生在塑料
材料长期受到振动或往复运动的情况下，逐渐形成疲劳磨损。
3. 粘着磨损粘着磨损是指塑料材料与其他材料表面产生粘附并
在相对运动时发生磨损。
例如，当塑料制品与金属表面发生相对运
动时，由于表面间的粘附作用，会导致塑料材料表面的磨损。
4. 磨料磨损磨料磨损是指塑料材料在与硬质颗粒或磨料颗粒接
触时，由于颗粒对塑料表面的切削作用而导致磨损。
这种磨损方式
通常发生在塑料制品在含有磨料的环境中工作时，颗粒与塑料表面
的相互作用导致磨损。
综上所述，塑料磨损的方式主要包括磨损、疲劳磨损、粘着磨
损和磨料磨损。
这些方式在塑料制品的使用过程中可能会同时存在，导致塑料制品表面的损伤和磨损。
为了减少塑料磨损，可以采取一
些措施，如表面涂层处理、选择耐磨性能好的塑料材料、改变摩擦
方式等。
磨料磨损的四种机制
磨料磨损的四种机制
磨料磨损的四种机制包括：
1. 微观切削：磨料对接触面造成切削作用，但切削产生的切屑很小，故称为微观切削。
2. 多次塑变：磨料在接触表面除发生切削作用外，还对接触表面产生压力，使材料受到挤压发生塑性变形，表面材料出现堆积和移动，如此反复进行导致材料表面产生加工硬化形成磨屑。
塑性材料在磨料磨损过程中很容易产生塑性变形，导致磨损表面出现较大程度的破坏。
3. 疲劳破坏：磨料对接触表面的循环接触应力导致表面材料产生疲劳剥落。
疲劳破坏产生的磨损通常发生在磨损后期。
4. 微观断裂：在磨损过程中，当材料质地较脆或材料表面存在脆性相时，磨料与之作用会产生微观断裂，造成材料磨损。
以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅磨料磨损的文献综述或者咨询相关专家学者。
磨料磨损综述
磨料磨损综述磨料磨损理论摘要：综述了磨料磨损理论的发展趋势, 介绍了磨料磨损的几种机理和几种典型的磨料磨损模型, 对影响磨拉磨损的各种因素进行讨论。
关键词：磨料磨损；磨损机理；磨料1 引言由硬质颗粒或硬突起与金属表面相互作用, 使金属产生磨屑而导致材料破坏的磨损现象, 称为磨料磨损。
这种磨损是工业中最常见易见磨损速率极高的磨损形式, 大约有百分之五十左右的机械零件的损坏是由于磨粒磨损所致[1]。
随着我国重工业的发展, 在冶金、矿山、建材、电力、水利之机械工业中, 对各种磨粒磨损件的耐磨性提出了更高的要求。
由于磨料磨损建模具有重大的实践意义, 国内外许多研究者对其进行了研究, 积累了丰富的试验数据, 并对磨损机理进行了探讨, 并建立了一些计算磨料磨损的磨损率的数学模型。
但从已有的磨料磨损的模型来看,绝大多数研究人员的分析研究重点在那些确定性的因素上, 如材料的性能(硬度、塑性、疲劳强度、断裂韧性等), 载荷的大小, 相对运动的速度, 介质的温度和湿度等等;而对那些随机性的因素, 诸如载荷的波动幅度、磨粒的粒径分布、磨粒的尖锐度、材料因微观组织上的差异而产生的抗磨性质的起伏等等, 就不予考虑, 或按常量处理。
这些数学模型大多是考虑了纯切削或准切削过程, 考虑疲劳断裂和塑变的较少。
故这些数学模型得到的磨损率与实验结果相差比较大, 仅具有方向性的指导意义, 还不能较准确地预测材料的磨损率。
所以, 现有的工作还很有限,许多实验结果常常很难解释, 迄今为止有关磨料磨损的理论研究还是不够充分, 有待进一步完善[2]。
2 磨料磨损机理与模型2.1 微观切削机理磨粒作用在零件材料表面上的力，可分为法向力和切向力。
法向力使磨粒压入表面，如硬度试验一样，在表面上形成压痕。
切向力使磨粒向前推进，当磨粒的形状与位向适当时，磨粒就象刀具一样，对表面进行切削，而形成切屑。
不过这种切削的宽度和深度都很小，因此产生的切屑也很小。
机械设备磨损 - 磨料磨损
机械设备磨损 - 磨料磨损磨料磨损也称为磨粒磨损，它是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损。
它是机械磨损的一种，特征是在接触面上有明显的切削痕迹。
在各类磨损中，磨料磨损约占50％．是十分常见且危害性最严重的一种磨损，其磨损速率和磨损强度都很大，致使机械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量消耗。
根据摩擦表面所受的应力和冲击的不同，、磨料磨损的形式可分为錾削式、高应力碾碎式和低应力擦伤式三类。
1．磨料磨损机理磨料磨损的机理属于磨料颗粒的机械作用，磨料的来源有外界砂尘、切屑侵人、流体带人、表面磨损产物、材料组织的表面硬点及夹杂物等。
目前，关于磨料磨损机理有四种假说：(1)微量切削认为磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的，微量切屑大多数呈螺旋状、弯曲状或环状，与金属切削加工的切屑形状类似。
(2)压痕破坏认为塑性较大的材料，因磨料在载荷的作用下压人材料表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物。
(3)疲劳破坏认为磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力而变形，使材料表面疲劳破坏，并呈小颗粒状态从表层脱落下来。
(4)断裂认为磨料压入和擦划金属表面时，压痕处的金属要产生变形，磨料压人深度达到临界值时，伴随压人而产生的拉伸应力足以产生裂纹。
在擦划过程中，产生的裂纹有两种主要类型：一种是垂直于表面的中间裂纹；另一种是从压痕底部向表面扩展的横向裂纹。
当横向裂纹相交或扩展到表面时，便发生材料呈微粒状脱落形成磨屑的现象。
2．减少或消除磨料磨损的对策磨料磨损是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，因而，减少或消除磨料磨损的对策也有两方面。
(1)磨料方面磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小(粒度)有密切的关系。
磨料的硬度相对于摩擦表面材料硬度越大，磨损越严重；呈棱角状的磨料比圆滑状的磨料的挤切能力强，磨损率高。
实践与实验表明，在一定粒度范围内，摩擦表面的磨损量随磨粒尺寸的增大而按比例较快地增加，但当磨料粒度达到一定尺寸(称为临界尺寸)后，磨损量基本保持不变。
磨料磨损
磨料磨损是指各种物料的颗粒或凸出物在与零件表面相互接触时，使表面材料发生损耗的现象。
按磨料与材料相互作用特征来分类。
把磨料磨损分为三类:
（1）凿削式磨料磨损(包括冲蚀与冲刷):如锤式，环式碎煤机、风扇磨煤机、风管弯头、除灰管弯头、落煤管、粗细粉分离器、灰渣泵、阀门、排粉风机叶片中，煤、煤粉、灰对金属的磨损，煤块、研石对CFB锅炉管道的磨损等。
（2）高应力碾压磨损(包括研磨):如各类中速磨煤机、鄂式破碎机、圆锥破碎机、研磨机、球磨机中物料被破碎、银碎、研磨时对金属的磨损。
（3）低应力擦伤磨锁:如油槽、输送机、输送带、煤粉仓、给粉机、埋刮板运输机、犁桦中物料对材料的磨损。
考虑到介质和温度环境，则有腐蚀磨料磨损和热磨料磨损，如CFB锅炉管道、碎渣机、捞渣机、普通PC锅炉尾部省煤器，预热器管与灰的磨损及锅炉燃烧器与煤粉的磨损。
考虑到磨损发生的状态有干有湿，则有r-磨料磨损(磨制煤粉的球磨机)和湿磨料磨损(磨矿石的球磨机等)。
按接触表面的接触状态，又可分为二体磨料磨损(冲刷、凿削、低应力磨损)，如煤粉管道、除灰管道、风扇磨煤机、灰渣泵、阀、风机叶片的磨损和三体磨料磨损〔碾碎、研磨)，如中速磨煤机、球磨机、额式破碎机中的磨损。
按磨料与金属的相对硬度，还可分为软磨料磨损(物料硬度低于或远远低于材料硬度)如粮食、油料磨机的磨损和硬磨料磨损(物料硬度高于材料硬度)，如矿石磨机、破碎机等。
从磨损机理上考虑磨损发生的材料表面磨损的微观行为，可分为微切削磨损机制、反复塑性变形与(弹性变形)疲劳机制、微观脆性断裂机制、腐蚀磨损机制、高温腐蚀磨损机制等。
材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途径
磨料磨损的材料的影响因素及提高耐磨性途径1磨损相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时，在接触界面上出现阻碍相对运动，因摩擦而造成的物体的损耗。
2磨料磨损物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失。
3磨料磨损机理磨料磨损机理就是研究磨料颗粒与材料表面相互作用过程的物理化学变化规律，包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。
材料特性和材料与磨料相互作用时的接触应力、接触时相对运动速度、环境介质等外部参数，在不同工况下材料的耐磨性能是不同的。
要根据具体工况条件选用材料，不能不加分析的按照一个固定模式选材。
4磨料磨损的影响因素4.1材料特性的影响4.1.1 材料硬度对耐磨性的影响材料的相对耐磨性和材料的硬度成正比。
4.1.2 材料磨损表面硬度对耐磨性的影响金属材料经过磨料磨损后，它的表面硬度都有所提高，其耐磨性和磨后硬度相关，和原始硬度无关。
4.1.3 磨料硬度与材料硬度比值对耐磨性的影响当磨料的硬度比材料的硬度高得多时，材料的磨损率几乎相同。
金属材料的相对磨损并不随磨料的硬度而增加。
这时磨损率只决定于材料本身的硬度。
4.1.4 材料磨后硬度与磨料硬度比值对耐磨性的影响金属材料经过变形而可能获得的最高硬度与磨料硬度的比值是判断材料耐磨性的较好参量。
4.1.5材料的断裂韧性对耐磨性的影响材料的硬度和断裂韧性的良好配合，可获得材料对磨料磨损的高的耐磨性。
4.2磨料特性的影响4.2.1磨料颗粒形状的影响在滑动磨料磨损过程中的主要机理是显微切削，磨料颗粒像刀具那样的切削金属材料面产生磨屑。
磨料颗粒棱角的不同，在载荷作用下刺人材料表面的深浅不同；在滑行过程中磨损机理的不同(是切削还是犁沟变形)，都会使材料的磨损率不同。
4.2.2磨料硬度的影响硬磨料磨损，Hm/Ha≤0.5-0.8，增加材料的硬度对其耐磨性增加不是很大。
软磨料磨损，Hm/Ha＞0.5-0.8，增加材料的硬度Hm，会迅速提高耐磨性。
机械零件的失效模式与机理
第一章机械零件失效的模式及其机理在设备使用过程中，机械零件由于设计、材料、工艺及装配等各种原因，丧失规定的功能，无法继续工作的现象称为失效。
当机械设备的关键零部件失效时，就意味着设备处于故障状态。
机械零件失效的模式，即失效的外在表现形式，主要表现为磨损、变形、断裂等；而失效机理是指失效的物理、化学、机械等变化的过程和内在原因的实质。
第一节机械零件的磨损通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种形式。
一、粘着磨损当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对运动时，由于粘着作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着磨损。
粘着磨损又称粘附磨损。
二、磨料磨损磨料磨损又称磨粒磨损。
它是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触面上有明显的切削痕迹。
磨料磨损是十分常见又是危害最严重的一种磨损。
其磨损速率和磨损强度都很大，致使机械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量损耗。
三、疲劳磨损疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导致产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。
四、腐蚀磨损在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应，引起金属表面的腐蚀产物剥落，这种现象称为腐蚀磨损。
它是在腐蚀现象与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成的一种机械化学磨损。
它是一种极为复杂的磨损过程，经常发生在高温或潮湿的环境，更容易发生在有酸、碱、盐等特殊介质条件下。
按腐蚀介质的不同类型，腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质下腐蚀磨损两大类。
五、微动磨损两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。
它产生于相对静止的接合零件上，因而往往易被忽视。
微动磨损的最大特点是：在外界变动载荷作用下，产生振幅很小（一般为2－20微米）的相对运动，由此发生摩擦磨损。
刀具磨损原因及改进方法
在刀尖部分(即图a中的C区)由于强度和散热条件较差，因 此磨损较为剧烈，其最大值为VC 。
在参与切削的切削刃中部(B区)，其磨损比较均匀。在B区， 以VB表示平均磨损值，以VBmax表示最大磨损值。
三、扩散磨损
扩散磨损在高温下产生。切削金属时，切屑、工件与 刀具接触过程中，双方的化学元素 在固态下相互扩散， 改变了材料原来的成分与结构，使刀具表层变得脆弱， 从而加剧了刀具的磨损。例如用硬质合金切钢时，从 800℃开始，硬质合金中的钴便迅速地扩散到切屑、工 件中去，WC分解为钨和碳后扩散到钢中.
合理磨钝标准
粗加工时，应取磨损过程曲线中正常磨损阶段终点处的磨 损量B点对应的磨损量（VB)作为磨钝标准。
工艺磨钝标准
精加工时，必须保证工件表面粗糙度和尺寸精度，因此要根据表面粗糙度 和精度来制定刀具的磨钝标准。
刀具使用寿命的定义
刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止 的切削时间，称为刀具使用寿命，以T表示。
磨钝标准的选择
车削刚性差的工件时，应控制在VB＝0.3mm左右； 而车削刚性好的工件时，磨钝标准可取得大一些。
在切削难加工材料时，一般应选用较小的磨钝标推；加工 一般材料，磨钝标准可以大一些。
加工精度及表面质量要求较高时，应当减小磨钝标准， 以确保加工质量。例如在精车时，应控制VB＝0.1— 0.3mm的范围内。
它是指净切削时间，不包括用于对刀、测量、快进、回程 等非切削时间。
也有用达到磨钝标准前的切削路程lm。来定义刀具使用寿 命的。lm等于切削速度Vc和刀具使用寿命(时间)T的乘积， 即
lm=Vc·T
磨料磨损机理-二组
的压入而形成裂纹，材料常常以脆性断裂，微观剥落的
机制发生迁移，当裂纹互相交叉或扩展到表面上就剥落 出磨屑。
微观犁沟
微观切屑
微观断裂
4.磨料磨损简化模型
为引出磨料磨损的定量表示，可 以考虑如下简单的模型：将硬表 面上的凹凸不平看作一个个圆锥 体，其所受载荷为△L，材料接 触压力为P时，锥体压入表面的 程度为： 理想化模型
磨料磨损
1.磨料磨损定义 2.磨料磨损的分类 3.磨料磨损微观机制 4.磨料磨损简化模型 5.磨料磨损影响因素
1.磨料磨损定义
(1)、硬颗粒或硬的表面突起在摩擦过程中引起 固体表面材料脱落的现象，称为磨料磨损。
磨料磨损图
(2)、磨料磨损又称磨粒磨损，是当摩擦副一方 表面存在坚硬的细微突起，或者在接触面之间 存在着硬质粒子时所产生的一种磨损。前者称 为两体磨料磨损，如切削过程；后者称为三体 磨料磨损，如抛光。 硬质粒子：金属磨屑，自表面脱落的氧化物， 沙/灰尘等
主要结论是: (1) 工业纯金属与退火钢的耐磨性与材料的 硬度成正比关系(图a)。 (2)经过热处理的钢，其耐磨性也与硬度成正比 关系。钢中含碳量越高，变化斜率也越大，碳 化物比磨料软，材料的耐磨性随碳化物硬度的 提高而提高；磨料比碳化物软，耐磨性随碳化 物尺寸增加而提高，而交点则表示该钢退火状 态时耐磨性(图b)。
两体磨损
载荷
三体磨损
运动方向 显微压入 press 被磨损材料
被磨损材料
运动方向 被磨损材料
显微切削
显微切削
疲劳、龟裂பைடு நூலகம்
＋
典 型 的 磨 损 表 面
两体磨损 三体磨损
显微切削痕
显微切削与压痕
2.磨料磨损的分类
三、 磨粒磨损
(2)浅层剥落
• (3)深层剥落
五、 其他磨损 • 腐蚀磨损
腐蚀速率取决于腐蚀特性和磨损过程。 • 冲蚀磨损
脆性和延性两种磨损机制。
六、提高零件耐磨性的途径
➢ 工程结构的合理设计
➢ 零件磨损机理预测、分析和耐磨材料的选择正确选材
➢ 材料表面耐磨与减摩处理
通过表面工程技术提高耐磨性一般从两个方面着手： • 一是使表面具有良好的力学性能，如高硬度、高韧
a.线接触
两物体受压力接触时， 在对称中心(y=0)，距表面深 度为0.786b处将产生最大切
应力tyz45°max ，方向与接触
面相交45°。两物体一旦脱 离接触,该值即刻降为零。 在连续滚动过程中切应力交
替变化着，为0∼tyz45°max脉
动循环应力,应力半幅为
t 1/2 yz45°max=0.15zmax。
深层剥落(表面压碎),剥落深度与表面强化层深 相当(＞0.4mm),剥落时裂纹垂直于表面扩展。
接触疲劳也经历了裂纹形成与扩展两阶段。裂 纹形成过程长,扩展阶段仅占总破坏时间的很小部分。
2.接触应力
• 两物体相互接触时,在局部表面产生的 压应力称为接触应力,也叫赫兹应力。接触 应力分为线接触与点接触两类，前者如齿 轮的接触,后者如滚珠轴承的接触。
磨粒磨损的主要特征
磨粒磨损的主要特征是摩擦面上有擦伤或因明 显犁皱形成的沟槽。
磨粒磨损表面微观典型形貌
磨粒磨损机理
法向力形成压痕,切向力推动磨粒向前进。
磨粒形状与位向适当时, 磨粒似刀具切削表面, 切痕长而浅。
当磨粒较圆钝或材料表面塑性较高时,磨粒滑过 后仅犁出沟槽,两侧材料沿沟槽两侧堆积, 随后的 摩擦又会将堆积的部分压平,如此反复地塑性变形, 堆积,压平,便导致裂纹形成并引起剥落。
材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途径讲课讲稿
材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途径磨料磨损的材料的影响因素及提高耐磨性途径1磨损相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时，在接触界面上出现阻碍相对运动，因摩擦而造成的物体的损耗。
2磨料磨损物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失。
3磨料磨损机理磨料磨损机理就是研究磨料颗粒与材料表面相互作用过程的物理化学变化规律，包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。
材料特性和材料与磨料相互作用时的接触应力、接触时相对运动速度、环境介质等外部参数，在不同工况下材料的耐磨性能是不同的。
要根据具体工况条件选用材料，不能不加分析的按照一个固定模式选材。
4磨料磨损的影响因素4.1材料特性的影响4.1.1 材料硬度对耐磨性的影响材料的相对耐磨性和材料的硬度成正比。
4.1.2 材料磨损表面硬度对耐磨性的影响金属材料经过磨料磨损后，它的表面硬度都有所提高，其耐磨性和磨后硬度相关，和原始硬度无关。
4.1.3 磨料硬度与材料硬度比值对耐磨性的影响当磨料的硬度比材料的硬度高得多时，材料的磨损率几乎相同。
金属材料的相对磨损并不随磨料的硬度而增加。
这时磨损率只决定于材料本身的硬度。
4.1.4 材料磨后硬度与磨料硬度比值对耐磨性的影响金属材料经过变形而可能获得的最高硬度与磨料硬度的比值是判断材料耐磨性的较好参量。
4.1.5材料的断裂韧性对耐磨性的影响材料的硬度和断裂韧性的良好配合，可获得材料对磨料磨损的高的耐磨性。
4.2磨料特性的影响4.2.1磨料颗粒形状的影响在滑动磨料磨损过程中的主要机理是显微切削，磨料颗粒像刀具那样的切削金属材料面产生磨屑。
磨料颗粒棱角的不同，在载荷作用下刺人材料表面的深浅不同；在滑行过程中磨损机理的不同(是切削还是犁沟变形)，都会使材料的磨损率不同。
4.2.2磨料硬度的影响硬磨料磨损，Hm/Ha≤0.5-0.8，增加材料的硬度对其耐磨性增加不是很大。
软磨料磨损，Hm/Ha＞0.5-0.8，增加材料的硬度Hm，会迅速提高耐磨性。
模具磨损的几种情况
模具磨损的几种情况
模具在使用过程中会出现多种不同的磨损情况，主要包括以下几种：
1. 表面磨损：模具表面会因摩擦和磨削而发生磨损。
这种磨损可以是由于与材料接触导致的磨蚀磨损，也可以是由于杂质或硬颗粒的存在导致的划伤磨损。
2. 边缘磨损：模具的边缘部分容易因为与材料接触而磨损。
当模具的边缘磨损过多时，会导致加工产品的尺寸精度下降。
3. 侵蚀磨损：与浸入铸件金属液体接触的模具表面易受侵蚀磨损的影响。
侵蚀磨损可能是由于化学反应、腐蚀或金属和合金溶解而导致。
4. 磨料磨损：模具表面可能会遭受来自加工材料中的磨料颗粒的磨损。
这些磨料颗粒可能是杂质或掺入材料的硬颗粒。
5. 疲劳磨损：在长时间连续使用中，模具内部压力和温度的变化会导致模具材料发生疲劳磨损。
这种磨损通常表现为裂纹、剥落和损伤等。
以上是模具磨损的几种情况。
及时观察和识别这些磨损情况，可以帮助制定相应的维护保养计划，延长模具的使用寿命。
磨粒磨损概述
磨粒磨损基本介绍由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象，称为磨粒磨损。
其特征是在摩擦副对偶表面沿滑动方向形成划痕。
磨损分类磨料磨损有多种分类方法，例如，以力的作用特点来分，可分为：(1)低应力划伤式的磨料磨损，它的特点是磨料作用于零件表面的应力不超过磨料的压溃强度，材料表面被轻微划伤。
生产中的犁铧，及煤矿机械中的刮板输送机溜槽磨损情况就是属于这种类型。
(2)高应力辗碎式的磨料磨损，其特点是磨料与零件表面接触处的最大压应力大于磨料的压溃强度。
生产中球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损便是属于这种类型。
(3)凿削式磨料磨损，其特点是磨料对材料表面有大的冲击力，从材料表面凿下较大颗料的磨屑，如挖掘机斗齿及颚式破碎机的齿板。
也有以磨损接触物体的表面分类，分为两体磨料磨损和三体磨料磨损。
两体磨损的情况是，磨料与一个零件表面接触，磨料为一物体，零件表面为另一物体，如犁铧。
而三体磨损，其磨损料介于两个滑动零件表面，或者介于两个滚动物体表面，前者如活塞与汽缸间落人磨料，后者如齿轮间落人磨料。
这两种分类法最常用。
试验规律虽然零件或材料的耐磨性能不是材料的固有特性，它与许多因素有关，但是材料本身的硬度和磨粒的硬度是影响磨料磨损的两个最主要的因素，现已总结出它们的影响规律。
(1)如果材料预先已经过加工硬化，则对增加耐磨性就不再起作用。
这说明磨损试验本身，已使材料表面达到了最大的加工硬化状态。
(2)材料的耐磨性显然与磨粒的硬度、几何形状、物理性能有关。
除了提高材料本身硬度可增加抗磨料磨损性能外，还可进行感应加热淬火、渗碳、氮化、表面喷镀与堆焊来提高耐磨性。
磨损机理(1)微观切削磨损机理(2)多次塑变导致断裂的磨损机理(3)微观断裂磨损机理影响磨粒磨损的因素(1)磨料的硬度、大小及形状，磨粒的韧性、压碎强度等。
(2)外界载荷大小、滑动距离及滑动速度。
(3)材料自身的硬度及内部组织。
磨料磨具的均匀磨损及磨损规律研究
磨料磨具的均匀磨损及磨损规律研究磨料磨具是一种广泛应用于工业领域的磨削工具，其性能直接影响着零件的加工精度和表面质量。
磨料磨具磨损是导致其性能变差的主要原因之一，因此研究磨料磨具的磨损规律对提高其使用寿命和性能具有重要的意义。
1. 磨料磨具的磨损形式磨料磨具的磨损主要分为两种形式：单一磨损和多种磨损。
单一磨损是指磨料磨具只有一种磨损形式，如磨粒脱落、磨粒变形等。
多种磨损则是指同时存在多种磨损形式，如材料疲劳、热裂纹等。
2. 磨料磨具的磨损机理磨料磨具的磨损机理很复杂，其中包括磨料与被加工材料的互相磨损、材料的疲劳开裂、热裂纹等多种机理。
由于不同的机理会对磨料磨具的磨损产生不同的影响，因此需要针对不同机理进行详细研究。
3. 磨料磨具磨损规律的研究研究磨料磨具的磨损规律是提高磨料磨具使用寿命和性能的关键。
研究的方法主要有试验、模拟和理论计算等。
试验方法可以获得真实的磨损数据，但需要耗费时间和成本。
模拟方法可以通过计算机模拟磨损过程，从而得出磨损规律。
理论计算方法则是根据磨料磨具的物理和化学特性，通过数学公式进行计算，推导出磨损规律。
4. 磨料磨具的均匀磨损磨料磨具的均匀磨损是指磨料磨具在使用过程中不会发生明显的磨损偏差。
均匀磨损对于保持磨削精度、提高磨削效率和延长磨料磨具寿命非常重要。
如果磨料磨具发生非均匀磨损，将会导致磨削精度下降和表面粗糙度增加，同时还会增加加工时的塞床现象和材料的毛刺等问题。
5. 磨料磨具的均匀磨损原因分析磨料磨具出现非均匀磨损的原因主要有以下几个方面：一是磨料颗粒和被加工材料之间的摩擦力不均，导致磨料磨具的磨损分布不均；二是磨料颗粒密度分布不均，导致部分区域的磨料磨具磨损严重；三是磨料磨具的结构不合理，导致磨料磨具在使用过程中的磨损分布偏差。
6. 磨料磨具均匀磨损的解决办法提高磨料磨具的均匀磨损是提高其使用寿命和性能的重要措施。
为了解决磨料磨具的非均匀磨损，可以采取以下方法：一是优化磨料颗粒的组成和结构，使其密度和分布均匀；二是改变磨料磨具的材料和结构，以增加其抗磨损能力和热稳定性；三是采用新型的涂层技术和磨料注入技术等先进的加工手段，以改善磨料磨具的使用效果。
磨料磨损
二、多次塑变导致断裂的磨损机理
（犁皱或微观压入）
✓ 当磨粒滑过表面时，除了切削外，大部分磨 粒只把材料推向前面或两旁。这些材料受到 很大的塑性形变，却没有脱离母体，同时在 沟底及沟槽附近的材料也受到较大的变形。
✓ 犁沟时一般可能有一部分材料被切削而形成 切屑，一部分则未被切削而形成塑变，被推 向两侧和前缘。
分类Ⅱ 艾弗莱，1975，磨料磨损的性质 1) 纯流体冲蚀 2) 冲击冲蚀：指流体所带的固体颗粒对金属表面进行冲击。 3) 冲刷磨损：指平行流体的硬颗粒的低应力磨料磨损。 4) 切削式磨料磨损： 5) 高应力研磨磨料磨损 6) 凿削式磨料磨损 7) 冲刷腐蚀磨损
分类Ⅲ 磨料的固定状态 1) 自由磨料 2) 固定磨料
✓ 微观切削磨损是材料表面磨损的主要机理；
✓ 磨料和表面接触时发生切削的概率不大；
✓ 磨粒形状成圆钝时，或犁沟的过程中磨粒的棱角 而不是棱边对着运动方向时，或磨粒和表面间夹 角太小，或表面材料塑性很高时，磨粒沿表面滑 过后只犁出一条沟，把材料推向两边或前面，不 形成切屑；
✓ 对于松散的自由磨粒，大约90%以上的磨粒，发 生滚动，只能压出印痕；
L H B2
4
法向载荷 被磨材料硬度
压痕直径
沟槽的截面积 沟槽深度
Ag
1 2
Bt
1 4
B2tg
L tg H
WV
Ag
S
L S tg H
被迁移的沟槽体积
单位滑动距离材料的迁移：
WV S
Ag
K1B2 K2t 2
磨粒的形状系数
表明： 单位滑动距离材料的迁移与磨沟的宽度 平方或与磨沟的深度平方成正比
✓低周应变疲劳：材料在超过其弹性极限的 周期性重复应力作用下产生的破坏现象。 扩大了“疲劳”的含义。
磨料磨损的特点
磨料磨损的特点磨料磨损是一种常见的现象，广泛应用于工业生产中的各个领域。
磨料磨损的特点是什么？我们可以从以下几个方面来探讨。
一、磨料磨损的定义磨料磨损是指磨料颗粒在磨削过程中与工件表面接触，使工件表面发生破坏或剥落的现象。
磨料磨损是由于磨料颗粒与工件表面的接触，产生高温和高压力，导致工件表面材料的破坏或剥落。
二、磨料磨损的形式磨料磨损的形式多种多样，主要包括以下几种：1、磨料颗粒与工件表面的切削磨损这种磨损形式主要发生在磨削过程中，磨料颗粒通过与工件表面的摩擦和切削，使工件表面发生破坏或剥落。
2、磨料颗粒与工件表面的疲劳磨损这种磨损形式主要发生在磨削过程中，磨料颗粒反复接触工件表面，使工件表面发生疲劳破坏或剥落。
3、磨料颗粒与工件表面的腐蚀磨损这种磨损形式主要发生在化学加工和电化学加工中，磨料颗粒与工件表面的化学反应使工件表面发生腐蚀或剥落。
三、磨料磨损的特点1、磨料磨损是一个复杂的过程磨料磨损涉及多种因素，如磨料颗粒的硬度、形状、大小和密度，工件表面的材料、硬度和形状等。
这些因素相互作用，导致磨料磨损的形式和程度各不相同。
2、磨料磨损是一个不可逆的过程磨料磨损过程中，工件表面材料的破坏或剥落是不可逆的，一旦发生，就无法恢复原状。
因此，在磨削过程中需要注意控制磨料磨损，以保证工件表面的质量。
3、磨料磨损是一个渐进的过程磨料磨损是一个渐进的过程，随着磨料颗粒与工件表面的接触次数增加，工件表面的破坏或剥落程度逐渐加重。
因此，在磨削过程中需要及时更换磨料，以避免过度磨损。
4、磨料磨损是一个可控的过程磨料磨损是可控的，可以通过调整磨削参数、选择适当的磨料和工件材料等方式来控制磨料磨损的程度和形式，以达到最佳的磨削效果。
四、磨料磨损的影响磨料磨损会对磨削效率、磨削质量和磨具寿命等方面产生影响。
1、磨削效率磨料磨损会降低磨削效率，因为磨料颗粒与工件表面的接触面积减小，磨削力增大，磨削效率降低。
2、磨削质量磨料磨损会影响磨削质量，因为磨料颗粒与工件表面的接触面积减小，磨削表面的光洁度和精度降低。
磨损的分类doc
磨损的分类.doc磨损是物体表面在运动中逐渐损失材料的过程。
根据不同的分类方法，磨损可以有多种分类方式。
以下是一些常见的磨损类型：1.粘着磨损：粘着磨损是由于接触表面之间的摩擦力导致表面材料转移而引起的。
它通常发生在两个接触表面之间，其中一个表面的材料会粘附在另一个表面上。
粘着磨损可能会导致表面疲劳裂纹和剥落。
2.磨料磨损：磨料磨损是由于硬颗粒或硬凸起物对表面造成的刮擦和切削作用而引起的。
它通常发生在表面与硬质颗粒或凸起物接触时，如砂轮、磨石或切削刀具等。
磨料磨损可能会导致表面划伤、切削痕迹或沟槽。
3.疲劳磨损：疲劳磨损是由于接触表面在交变应力作用下产生的裂纹和剥落而引起的。
它通常发生在承受循环载荷的接触表面，如齿轮、轴承或滚动轴承等。
疲劳磨损可能会导致表面出现疲劳裂纹和剥落。
4.腐蚀磨损：腐蚀磨损是由于接触表面与周围介质发生化学反应而引起的。
它通常发生在暴露于大气、水或其他化学物质的表面。
腐蚀磨损可能会导致表面腐蚀、锈蚀或脱落。
5.冲蚀磨损：冲蚀磨损是由于高速流动的液体或气体中的硬颗粒对表面造成的冲击和切削作用而引起的。
它通常发生在如液体输送管道、风力发电叶片等高速流动的液体或气体中。
冲蚀磨损可能会导致表面坑洼、沟槽或剥落。
此外，根据磨损发生的速度和程度，还可以将磨损分为慢速磨损、中速磨损和快速磨损。
慢速磨损是指表面逐渐损失少量材料，通常是由于摩擦力或微量切削作用引起的；中速磨损是指表面损失适量的材料，通常是由于切削、磨削或刮擦作用引起的；快速磨损是指表面迅速损失大量材料，通常是由于冲击、碰撞或撕裂作用引起的。
在实际应用中，可以根据不同的分类方法将磨损进行细分，以便更好地理解其发生原因和机理，从而采取有效的措施降低磨损对设备性能和使用寿命的影响。
例如，针对粘着磨损，可以采取表面处理、润滑等措施来降低摩擦力；针对磨料磨损，可以采取控制环境、使用耐磨材料等措施来减少硬颗粒或凸起物对表面的刮擦和切削作用；针对疲劳磨损，可以优化结构设计、提高材料强度和韧性等措施来提高表面的抗疲劳性能；针对腐蚀磨损，可以采用防腐材料、表面涂层等措施来提高表面的耐腐蚀性能；针对冲蚀磨损，可以采取改变流速、降低流中硬颗粒的浓度等措施来减轻流体对表面的冲击和切削作用。
刀具磨损原因
刀具磨损原因
1）磨料磨损
被加工材料中常有一些硬度的微小颗粒，能在刀具表面划出沟纹，这就是磨料磨砂损。
磨料磨损在各个面都存在，前刀面＊明显。
而且各种切削速度下都能发生麻料磨损，但对于低速切削时，由于切削温度较低，其它原因产生的磨损都不明显，因而磨料磨损是其重要原因。
另处刀具硬度越低磨料麻损越严重。
2）冷焊磨损
切削时，工件、切削与前后刀面之间，存在很大的压力和猛烈的摩擦，因而会发生冷焊。
由于摩擦副之间有相对运动，冷焊将产生分裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。
冷焊磨损一般在中等切削速度下比较严重。
依据试验表明，脆性金属比塑性金属的抗冷焊本领强；多相金属比单向金属小；金属化合物比单质冷焊倾向小；化学元素周期表中B族元素与铁的冷焊倾向小。
高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。
3）扩散磨损
在高温下切削、工件与刀具接触过程中，双方的化学元素在固态下相互扩散，更改刀具的成分结构，使刀具表层变得脆弱，加剧了刀具磨损。
扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。
4）氧化磨损
当温度上升时刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。
如：在700℃～800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应，形成较软的氧化物；
在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。
磨料磨损名词解释
磨料磨损名词解释
磨料磨损是指在磨削过程中，磨料与工件之间的相互作用导致磨料表面的磨损现象。
磨料磨损是磨削过程中不可避免的现象，它会影响磨削的质量和效率。
磨料磨损可以分为两种类型：自由磨损和强制磨损。
自由磨损是指磨料表面的松散颗粒在磨削过程中脱落，导致磨料表面的磨损。
强制磨损是指磨料与工件之间的相互作用导致磨料表面的磨损。
磨料磨损的主要影响因素包括磨料硬度、磨料颗粒大小、磨削压力、磨削速度、磨削液等。
磨料硬度越高，磨损越小；磨料颗粒越小，磨损越大；磨削压力越大，磨损越大；磨削速度越快，磨损越大；磨削液可以减少磨料磨损。
磨料磨损的解决方法包括选择合适的磨料、磨削参数的优化、使用磨削液等。
选择合适的磨料可以减少磨料磨损，磨削参数的优化可以减少磨料磨损和提高磨削效率，使用磨削液可以减少磨料磨损和提高磨削质量。
总之，磨料磨损是磨削过程中不可避免的现象，但可以通过选择合适
的磨料、磨削参数的优化和使用磨削液等方法来减少磨料磨损，提高磨削效率和质量。
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根据其他试验与该表结果可得以下几点结论。 (1)基体和弥散相硬度在决定耐磨性方面都是重要的。 (2)经碳化物强化的材料，其耐磨性对磨料的粒度很敏感 。表中诸材料对40目粒度燧石的相对耐磨性比对180目粒 度者低得多。
结论的具体解释： (1)基体和弥散相硬度在决定耐磨性方面都是重要的， 例如含3%C, 30%Cr和6 %Mn的铁基表面耐磨堆焊材料对 180 目粒度的燧石有比冷激白口铸铁高很多的耐磨性， 它们的基体硬度相同，但前者的碳化物，约为磨料硬度 的二倍。 (2)经碳化物强化的材料，其耐磨性对磨料的粒度很敏 感。表中诸材料对 40 目粒度燧石的相对耐磨性比对 180 目粒度者低得多。这是因为碳化物颗粒尺寸大到足以阻 碍磨粒压入或当它至少有一个方向的尺分大于磨粒压入 深度时，材料的耐磨性大大提高。
(3)、脆性剥落(脆性材料或塑性很差的材料) 对脆性材料或塑性很差的材料，磨屑则是由表 面接触区材料的脆裂与剥落而形成的。 注：由于工作情况的多样性，实际中可能由几个 磨屑形成机理构成一磨料磨损过程。
5.磨料磨损分类（按磨损程度）
H /H
m
a
6.影响磨料磨损的因素（重点、难点） (1)、材料与磨料的硬度比
4.磨料磨损形成磨屑的机理 (1)、微观切削(塑性材料) 磨屑从金属表面的脱落是由于磨料的一次 作用或多次作用的结果，有尖锐棱角的磨 粒(包括硬表面的粗糙峰)被压入表面较深 ，若其运动方向和棱角有利于像刀具一样 切削，则对金属表面产生微观切削作用。
(2)、疲劳破坏（塑性材料）
棱角较圆滑的磨粒压入表面较浅，虽有切向 相对运动，却不能直接切削成屑而倾向于只 把表面犁皱，在犁过的地方形成犁沟，沟内 材料被塑性变形推向沟的两侧，形成堆积隆 起。在磨料的多次作用下，隆起的材料反复 变形、硬化，最终疲劳断裂形成磨屑。
注：物理学定义为物料的粒度或粗细度，一般定义是指筛网在1英寸内的 孔数
3.磨料特性
磨料磨损除受磨料的硬度影响外，还受磨 料的强度、尺寸、尖锐度与数量等的影响。 一般，磨料磨损随磨料的数量、尺寸和尖 锐度的增大而增加。但磨料尺寸达到一定值后 ，磨损量不再随磨料大小变化
4.冲击磨料的磨损 含有硬固体颗粒的流体冲击固体表面，表面受 到硬颗粒的破坏，也属磨料磨损。磨损率除与被 磨材料的物理一机械性能及磨料特性有关外，还 与颗粒的速度及速度方向与固体表面间的倾角(冲 击角)有关。
磨料磨损
王勇
知识点总体预览
1.磨料磨损定义 2.产生磨料磨损的情况 3.磨料磨损过程实质 4.磨料磨损形成磨屑的机理 5.磨料磨损分类（按磨损程度） 6.影响磨料磨损的因素（重点、难点）
1.磨料磨损定义
(1)、硬颗粒或硬的表面突起在摩擦过程中引起 固体表面材料脱落的现象，称为磨料磨损。 (2)、磨料磨损是最普遍的一种磨损形式，对采 矿、钻探、建筑、运输与农业等机械的有关零 部件则是主要的磨损形式。 (3)、据统计，工业中磨料磨损造成的损失约占 总磨损损失的 50% 因此，减轻磨料磨损具有头 等重要的经济意义。
实验表明任何金属的 磨料磨损取决于金属 硬度Hm与磨料硬度 Ha的比值。(以结构 钢磨损为例)
工程中会遇到各种矿物，每种矿物都具有其特征 硬度。图3-20示出矿物硬度对不同硬度金属材料的磨 损率的关系。大量实验证明。任何金属的磨料磨损取 决于金属硬度 Hm 与磨料硬度 Ha 的比值。磨损率按相 对硬度可以分为三个区域 ( 以图中结构钢的磨损曲线 为例) 基本上，当Hm/Ha >0 . 8时金属的磨损率迅速下降， 达Hm/Ha=1.30时磨损率已很小。硬度比再大，对磨损 率的降低效果已不显著。
5.表面粗糙度
对于软一硬表面组成的摩擦副 ( 如轴承一轴颈 ) ，硬表面粗糙峰起磨料作用的关键因素是凸峰的 尖锐度。
课堂总结： 1.磨料磨损定义 2.产生磨料磨损的情况（3种） 3.磨料磨损过程实质（外力作用） 4.磨料磨损形成磨屑的机理（3种） 5.磨料磨损分类（3种） 6.影响磨料磨损的因素（重点、难点）（5种）
硬度相同时，钢的耐磨性随含碳量和碳化物生 成元素含量的增加而提高。在含碳量小于1%的范 围内，钢的耐磨性随含碳量的增加而迅速提高，大 致在含碳量为0 . 8~ 1% 时最佳，含碳量再增加，则 耐磨性增加不大。这对低应力擦伤性及凿削性磨料 磨损都是适用的。含碳量相同，显微组织不同的耐 磨性也不同，其中以马氏体钢和大块碳化物具有最 高的耐磨性(对于受冲击载荷时，则以碳化物细粒 均匀弥散于基体为最佳)。 对于多相异质材料，材料组织中含有与基体性 能差别很大的弥散相时，这种材料的耐磨性也不能 单独用基体硬度来表征。钢铁中最常有的碳化物如 Fe3C和(Fe, Cr) 7C3等的硬度比基体硬度高得多， 1975年Moore发表了这方面的试验结果
(2)、零件材料的物理一机械性能
图3-21示出苏联学者在固定磨料上试验的结果。 磨料是硬度Ha=22900MPa的刚玉砂布。 主要结论是: (1) 工业纯金属与退火 钢的耐磨性与材料的硬 度成正比关系(图3-21 a) (2)经过热处理的钢，其 耐磨性也与硬度成正比 关系。钢中含碳量越高 ，变化斜率也越大，而 交点则表示该钢退火状 态时耐磨性(图 3-21 b).
(4)、第二种情况可称为三体磨料磨损（图3-19 a) ，其他两种情况属二体磨损(图3-19b).图3-19 产生 磨粒磨损的情况
3.磨料磨损过程实质
磨料磨损过程实质上是在外力作用下表面局部变形 与断裂的过程。硬颗粒在摩擦表面上受两个力的作 用，一个是垂直于表面的力，另一个是平行于表面 的力。垂直力使磨料压入表面，平行力使磨料在金 属表面上做切向运动，引起表面剪切变形、犁皱或 切削。
谢谢大家
2.产生磨料磨损的情况 (1) 零件在磨料介质或含有磨料的介质中工作，这 是主要的磨料磨损领域，例如犁耙、掘土机铲齿、 钻探机钻头、破碎机与球磨机的衬板等。水轮机叶 片与船舶螺旋桨受水中泥砂的侵蚀也属于磨料磨损 (2)是空气环境中的尘土，也可以是因其他 磨损形式脱落下来的磨屑。 (3)摩擦副中硬表面的粗糙峰对软表面起磨料作 用。