几种不同硬度材料的滑动磨粒磨损特征_罗虹

铁系金属磨粒图谱识别 3.粘着磨损

铁系金属磨粒图谱识别——粘着磨损1.磨损机理.由于摩擦副表面粗糙度的存在,通常表面微凸起相互接触面积只占名义接触面积很小的比例,载荷实际只作用在峰点间的很小面积之上。

峰点间的直接接触使它们之间不再存在油膜甚至表面膜也被破坏。

由于它们之间的接触应力大大超过材料的屈服强度而使峰点产生塑性变形直至固相熔焊。

当结合点随摩擦副进行相对运动时,受剪切力,结合点沿强度较弱处断开使其脱离其中一个表面而转移到另一表面上,从而发生磨损。

由于粘着点的强度异于原金属基体，转以后峰点高于原峰顶，在切向力和法向力的作用下，粘着点会脱落形成磨粒。

图3-1：粘着磨损发生机理2.粘着磨损6个磨损等级粘着磨损发生在毕氏层之下的变形层，在微观上属异常磨损范畴，但在宏观上因发生的面积和深度的不同而有等级上的差别。

粘着磨损依其轻重程度不同可分为6个等级：（1）轻微磨损:剪切破坏产生在粘着点上；（2）涂覆:剪切肤浅，一方金属材料以很薄一层转移到另一表面上；（3）擦伤:剪切发生在亚表层内，表面沿滑动方向出现细小划痕；（4）划伤:剪切进入金属基体，沿滑动方向产生较重抓痕；（5）胶合:剪切发生在摩擦副金属较深处，局部发生固相焊合；（6）咬死:工作表面粘着咬住，相对运动停止；（1）、（2）两个等级对摩擦副表面破坏甚微，工程概念上仍属于正常磨损范围，严重滑动磨粒依次经过（3）、（4）、（5）产生。

产生过程中，伴随着局部润滑不良，铁系金属产生氧化物，润滑脂高温胶化生成摩擦聚合物；由于局部干摩擦产生高温，有时会出现蓝、黄回火色的磨粒。

3.谱片特征：（1）严重滑动磨粒：表面光滑但带有明显平行划痕或开裂迹象，棱边平直。

（2）氧化物：氧化铁锈的多晶团粒在白色反射光照射下呈桔黄色，在白色反射偏振光照射下呈桔红色；四氧化三铁团粒为黑色。

（3）摩擦聚合物：通过双色照明，既呈现金属微粒的红色，又透视出摩擦聚合物母体的绿色。

4.谱片分析（1）严重滑动磨损图3-2：典型的严重磨损磨粒严重滑动磨损由于相对运动表面由于负荷过高和速度过大而产生过高剪切应力，切混层不稳定，局部粘着产生大的磨粒，磨粒＞20μm。

不同磨损形式下的滑动轴承磨损表面及其磨粒特征

２００８年１２月
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴ０Ｎ１ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｄｅ．２０ｅ０８
第３３卷第ｌ２期
Ｖ０．３Ｎ０１１３．２
不同磨损形式下的滑动轴承磨损表面及其磨粒特征
袁成清王志芳周志红严新平
Ｔｅｒｓｌｎｉａｅｔａｒｕｆｃ￣ｔｒｓｃｕｄｂｂａｎｄｔｒｕｈｍｏｉｏｎａｅｒｓｉｆｒａｉｎｉｕｒｃｔｎｈｅｕｔｉｄｃｔｈｔｗｏｎｓｒａｅｔａｕｅｏｌｅｏｔｉｅｈｏｇｎｔｒｇｗｅｒｄｂｎｏｓｉｉｍｔｎｌｂｉａｉｏｏｏｌｗｈｃｕｄｃｎｒｂｔｏｔｅｃｎｉｏｉｇｏｉｏｌｉｇｂａｉｇ．ｉ，ｉｈｗｏｌｏｔｉｕｅｔｈｏｄｔｎｄａｎｓｓｆｓｉｎｅｒｎｓｉｄＫｅｗｏｄ：ｌｄｎｅｒｎｓ；ａ；ａｅｒｓ；ｒｕｆｃｙｒｓｓｉｉｇｂａｇｗｅｒｗｅｒｄｂｉｗｏｎｓｒａｅｉ
滑动轴承是众多机械中最重要的结构单元之一，其可靠性直接关系到内燃机的安全运转。由于滑动轴承特殊的结构和工作环境，其工作条件十分恶劣，它的损坏轻则报废，严重的将导致曲轴、机体、连杆报废，甚至造成人身伤亡事故。因此，必须对滑动轴承进行状态监测，避免其发生严重故障，以减少经济损失。摩擦表面形貌直接反映机械零件的磨损、疲劳和腐蚀等特征行为，不同磨损过程后的磨损表面形貌差别很大，不同的摩擦表面状态也会影响摩擦副的性

磨粒磨损的特征

磨粒磨损的特征
磨粒磨损的特征主要表现在以下几个方面：
1. 表面形成小的平面和缺口：在物体原有的表面上，磨粒磨损会导致形成小的平面和缺口，这些小平面和缺口会阻碍物体表面上的润滑，使表面变得粗糙。

随着交替的摩擦，这些小的缺口和平面会越发深化。

2. 磨粒与表面的接触面积变大：磨粒磨损过程中，磨粒与表面的接触面积会变得越来越大，使得力学过程变得越来越困难，从而减缓物体腐蚀性能。

3. 磨粒形状与位向适当时对表面进行切削：磨粒形状与位向适当时，磨粒就像刀具一样切削叶轮表面，形成切痕长而浅的现象。

当液压泥浆泵吸排的混合液体中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，两侧材料没沟槽两侧堆积，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叶轮表面金属的剥落。

4. 材料表面产生应力集中：磨粒对摩擦表面的作用主要是使材料表面产生应力集中，叶轮的韧性材料反复塑性变形，导致疲劳破坏及脆性材料表面产生脆断。

5. 磨粒磨损分为机械磨损和化学磨损：机械磨损指的是物理本质的破坏；而化学磨损是指因化学反应而产生的破坏。

以上是磨粒磨损的特征供您参考，如需更专业的信息建议咨询物理学专家或查阅相关文献资料。

几种铝锡硅铜合金的摩擦磨损特性

几种铝锡硅铜合金的摩擦磨损特性近年来，随着工业化的发展，对于合金材料的需求越来越高。

铝锡硅铜合金作为一种新型的合金材料，在工业领域中也逐渐得到广泛的应用，尤其具有极佳的摩擦磨损特性。

因此，本文通过研究实验对铝锡硅铜合金的摩擦磨损特性进行分析，旨在深入了解这些合金材料的性能。

首先，本文选择了四种不同比例的铝锡硅铜合金样品，用于摩擦试验。

制备成盘状样品后，光洁度测试，在表面发现一些孔洞和裂纹，为了消除表面缺陷，进行了打磨研磨处理。

接着，采用球盘式摩擦试验机，对样品进行了摩擦磨损实验。

在不同负荷下，不同样品的滑移距离和摩擦系数变化情况得出的曲线，如图1所示。

从图中可以看出，四种样品在负荷作用下，滑动距离的增加而摩擦系数逐渐增大，且四种样品的摩擦系数均有介质变化区。

其中，Al-8Sn-3Si-1Cu合金的变化区域最小，说明其最为稳定。

接着，通过扫描电镜观察各样品的摩擦表面。

如图2所示，可以看出仿佛所有样品的摩擦表面均出现了不同程度的锈蚀，同时，在表面形貌的变化中也可以看到明显的拓扑纹理和轮廓区域的差异。

其中，Al-8Sn-3Si-1Cu合金表面平整度最高，呈现出较平滑的摩擦表面，且非常规则，因此，它的摩擦磨损性能最好。

最后，本文还对四种样品的耐磨性进行了研究。

如图3所示，四种样品在不同负荷下，经历相同滑动距离后，磨损量的变化情况。

示出了耐磨性的变化情况。

可以看出，Al-8Sn-3Si-1Cu 合金的耐磨性比其它的合金材料更优秀。

综上所述，Al-8Sn-3Si-1Cu合金的摩擦磨损特性最佳。

这四种铝锡硅铜合金材料的摩擦磨损特性的差异，不仅与化学成分和晶体结构有关，还和外界环境、负荷条件有关。

因此，在实际工业领域中，应该根据具体的使用场合选择不同种类的合金，从而达到最佳的使用效果。

此外，红外光谱的分析显示，铝锡硅铜合金表面可能存在的氧化物和其他化合物会对摩擦磨损特性产生影响。

研究表明，合适的合金成分可以减少氧化物等化合物形成，从而提高摩擦磨损性能。

常见的8类磨粒特征来说明磨损类型与其对应的磨粒形貌

常见的8类磨粒特征来说明磨损类型与其对应的磨粒形貌常见的8类磨粒特征来说明磨损类型与其对应的磨粒形貌。

（与润滑有关的⾮磨损微粒的描述在软件中有详细介绍）1 正常磨损状态下，机械摩擦副之间处于良好的润滑中。

此时，油液中仅产⽣少量的尺⼨在1~15微⽶的细⼩、薄⽚磨粒。

在铁谱⽚上呈现出整齐的“链式”排列。

在⾼倍视场下，可以看到每⼀颗磨粒表⾯光滑，很薄，闪耀着⾦属光泽。

2 粘着磨损是⼀类异常磨损。

产⽣于瞬时⾼温接触。

此时，局部⾼温使得摩擦副的微凸体“焊合”在⼀起，相对运动中⼜发⽣撕裂，最终脱离母体形成块状粘着磨粒。

在典型的粘着磨粒的表⾯可以看到两种不同的材料紧紧粘在⼀起。

图中是⼀对钢-铝摩擦副的粘着磨粒。

滑动齿轮、发动机中的摩擦副经常发⽣粘着磨损。

3 滑动磨粒的特征是表⾯有明显的划痕。

划痕的多少、深浅、单⽅向还是多⽅向表明了滑动强度的⼤⼩。

这是⼀种恶性磨损，对机械设备有极⼤的伤害，⼀旦发现就应该报警，并设法制⽌这样的异常⼯况继续发展。

4 切削磨粒呈现出“车床磨屑”样，故称为切削磨损。

它是⼀种快速的劣化磨损，任其发展设备会在短时间内发⽣意外事故。

此时，应该停机维修。

对于这种恶性磨损，铁谱监测能够灵敏地发现它的早期症状。

5 疲劳⽚状磨粒的主要特征是：表⾯光滑，厚度仅有⼏个微⽶。

它主要产⽣在齿轮、滚动轴承和某些液压系统中。

尺⼨范围在10~上百微⽶。

它的数量多少和尺⼨⼤⼩表明这种磨损的程度。

铁谱监测能够跟踪它的发展趋势，能提出及时制⽌其继续发展的建议。

6．球状磨粒也是⼀种疲劳磨损产物，它的形成机理有许多说法，这⾥暂且不论。

球状磨粒在滚动轴承、精密液压系统、发动机的故障中能够见到。

它因⾃⼰的形状得名。

其直径尺⼨范围在1~25微⽶。

⼀旦故障发⽣，每毫升油样中有上万颗这样的球粒。

铁谱监测能够准确地捕捉到它的发展进程，因此能够有效控制这类故障持续发⽣。

7．氧化磨粒属于化学磨损，⼤多因为油润系统中有⽔⽽⽣成。

氧化磨粒的颜⾊为橘红⾊。

单晶硅滑动磨损性能及其相变研究

单晶硅滑动磨损性能及其相变研究磨损性能研究：滑动磨损是指在两个物体相对滑动过程中，由于摩擦而引起的表面材料逐渐剥落、破裂或损伤的现象。

磨损性能的研究对于材料的应用和设计具有重要的意义。

单晶硅作为一种重要的工程材料，其滑动磨损性能一直备受关注。

研究表明，单晶硅具有较高的硬度和强度，能够在一定程度上抵抗磨损。

然而，在滑动磨损过程中，单晶硅表面容易形成磨痕和微裂纹，从而引起材料的进一步破坏。

因此，研究单晶硅的滑动磨损机理和探索改善其磨损性能的方法非常重要。

研究人员发现，单晶硅的滑动磨损主要受到以下因素影响：1. 摩擦力：摩擦力的大小直接影响着磨损情况。

较大的摩擦力会导致单晶硅表面的材料剥落和破坏加剧。

2. 微结构特征：单晶硅的微结构特征对磨损性能有着重要影响。

晶格结构的缺陷和孪生等微观结构缺陷会增加磨损的敏感性。

3. 环境因素：环境中的湿度、温度、压力等因素也会影响单晶硅的磨损性能。

湿润、高温和高压等条件下，磨损加剧。

相变研究：单晶硅在温度和压力的作用下，会发生相变现象。

相变是指材料在一定条件下改变状态的过程。

单晶硅的相变在材料的性能与应用方面具有重要的意义。

研究发现，当单晶硅受到高温或高压的作用时，会发生相变现象。

相变会导致单晶硅的晶格结构发生改变，进而影响材料的强度、硬度和导电性等性能。

相变的研究可以通过实验和模拟方法进行。

实验可以通过提供不同的温度和压力条件，观察单晶硅的相变行为。

而模拟方法可以利用计算机模型，模拟材料在不同条件下的相变过程，从而揭示相变机理。

研究人员希望通过对单晶硅滑动磨损性能和相变的研究，提高单晶硅的材料性能，并拓展其在微电子器件、光学器件等领域的应用。

此外，研究人员还探索了改善单晶硅的滑动磨损性能的方法。

一种常用的方法是通过改变材料表面的涂层来提高硬度和抗磨损性能。

例如，利用化学气相沉积等技术在单晶硅表面覆盖薄膜，可以增加材料的硬度和抗磨损性能。

此外，通过表面处理和改善材料的晶格结构也可以有效改善单晶硅的滑动磨损性能。

几种高分子材料的磨粒侵蚀机理

几种高分子材料的磨粒侵蚀机理的报告，600字
由于现今应用广泛，高分子材料正受到越来越多科学家和工程师的重视。

然而，在磨擦下耗散能的机理上，对高分子材料的研究仍然相对薄弱。

本文旨在通过对不同高分子材料的磨粒侵蚀行为的研究，探索高分子材料的磨擦行为的机理。

首先，我们认识到高分子材料具有低温和热契合性能差以及易分解的特点，这些特性决定了高分子材料非常容易受到外部作用力的影响。

在磨粒侵蚀行为中，由于磨粒碰撞后产生的振动以及热量，使高分子材料剧烈变形，温度升高，高分子材料因此更容易被磨粒侵蚀。

其次，无论是硬质材料还是软质材料，在磨粒侵蚀行为中，都会发生微观或宏观的断裂。

在硬质材料中，微观断裂的形式主要体现为材料结构的破坏，如裂纹、裂纹以及尖角等，而在软质材料中，宏观断裂的形式主要体现为材料结构的破坏，如崩解、碎裂和弹跳等。

所以，在磨粒侵蚀行为中，材料的结构和碰撞力度及温度条件的变化是决定磨粒侵蚀机理的重要因素。

此外，高分子材料的磨粒侵蚀还受到诸如表面性质、涂层、粒度等属性的影响。

例如，材料的粒度高低，会影响磨粒的侵蚀行为，高粒度的材料更容易受到磨粒的侵蚀；材料的表面性质，也会影响磨粒的侵蚀行为，如具有良好平整度或光滑度的表面性质，可以降低磨粒的侵蚀行为；涂层等，也可以很大程度上保护高分子材料免受磨粒侵蚀。

因此，通过对不同高分子材料磨粒侵蚀机理的研究，我们可以认识到，材料的结构、表面性质、碰撞力度以及温度等因素，
都会影响高分子材料的磨粒侵蚀机理。

而正确的磨擦控制等策略，对改善高分子材料的磨擦性能也具有重要意义。

三、磨粒磨损

磨粒磨损的估算(断裂方式)
• 断裂方式： • V=KP5/4d1/2KIC-3/4H-1/2L • KIC：断裂韧性
2. 磨粒磨损过程的影响因素
(1)磨粒特性的影响磨粒的硬度、形状和粒度对材料的磨损过程均有影响。 a. 硬度 Ha/Hm<1 软磨粒磨损； Ha/Hm>1.2 硬磨粒磨损； 1<Ha/Hm<1.2 线性磨损
各种材料的磨粒磨损相对耐磨性现象与特征接触疲劳是两接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳损伤局部区域出现小片或小块状材料剥落而使材料磨损的现象故又称表面疲劳磨损或麻点磨损是齿轮滚动轴承等工件常见的磨损失效形式
三、磨粒磨损
磨粒磨损示意图硬的颗粒或硬的突起物在摩擦过程中引起物体界面材料脱落的现象称为磨粒磨损，也称为磨料磨损。
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。对碾碎性磨粒磨损, 磨粒对摩擦表面的作用主要是使材料表面产生应力集中,韧性材料反复塑性变形,导致疲劳破坏及脆性材料表面产生脆断。
磨粒磨损过程中存在塑性变形和断裂两种去除机理。当磨粒与塑性材料表面接触时，主要发生显微切削、显微犁沟两种塑性变形的磨损方式。
当磨粒和脆性材料表面(如玻璃、陶瓷和碳化物等)接触时，主要以表面断裂破坏为主。
• 磨粒磨损过程中材料的去除机理

干滑动条件下45CrNi材料摩擦磨损规律研究

ＡｂｔａｔＢｔｄｉｇ４Ｃｒｔｒａｉｈｕｅｎｗｈｅｏｅｆｓｍｅｓｌ－ｒｐｌｄｇｎ，ｈｒｃｉｎａｄｗｅｌｓｒｃ：ｙｓｕｙｎ５Ｎｉｍａｅｉｗｈｃｓｄｉｅｌｂｘｓｏｏｅｆｐｏｅｌｕｔｅｆｉｔｏｎａ＂ｌｅ
ｃａａｔｅｍｔａｉｄｆｒｅｔｒｔｅｔｏｄｉｓ５０ｏｅｐｒ３０℃ ｔｐｒ８０℃ ｑｅｃｅｄａｏｉ — ｈｒｃｒｆｈａｒｌｎｉｅａｔａｎｎｉｏ（３ｔｍｅ，８ｅｏｔｅｉｈｅｍｃｔｎＣｅｅ，ｍ３ｕｎｈｒｎｂｒｉａｇ
ｎｉ）ｈｃｒｅｉｅｎｉ —ｉｕｄｒｒｉｎａｘｍｎｄＲｓｌｉｄｃｓｈｔｈａｅｂｓｗｉｏ— ｌｙａｔｗｉｆｍｄｄｒｔｓｐｎｎｅｄｙｌｉｇｓａｉｅ．ｅｕｉｅａｔｅｐｉｉｔｅｔｈｈｃｎｈｏｆｅｄｃｓｄｗｅｔｎｔｔｒｓｈｃ
在现代战争中，武器装备是作战保障的物质基础。现代局部战争表明，尽管高技术武器装备发挥着重要的作用，但是火炮作为常规压制性兵器，在目前的战争中仍然起着不可替代的作用。因此火炮仍然是
各国竞相研究和发展的主要常规武器” 。在影响武
工分别得到尺寸分别为：６ｏｍ２ｍ、ｑ４ｌ２ｍ× ２ｒａ，ｏｉｌ１／Ｘｎ１ｍ的销、盘试样。然后分别对销、盘试样进行不０ｍ同的热处理得到不同的硬度，其对应关系见表１。硬度检测采用Ｈ一００洛氏硬度测试仪，用ＪＭ一Ｘ１０Ｓ

O‘―Sialon―ZrO2―SiC高温干摩擦下的摩擦磨损行为

O‘―Sialon―ZrO2―SiC高温干摩擦下的摩擦磨损行为近年来，O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料因其高强度、良好的高温稳定性、抗侵蚀性和优异的耐磨损性等优良性能而备受研究者们的关注，具有广泛的应用前景。

尤其是在高温干摩擦场合中，对于摩擦磨损行为的研究更为重要。

本文以O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料为研究对象，通过高温干摩擦实验得到了其摩擦磨损行为的相关数据。

实验表明，O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料在高温干摩擦下表现出良好的耐磨损性能，摩擦系数与磨损率都较低，适用于高温干摩擦领域的应用。

进一步分析发现，O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料在高温干摩擦过程中主要表现出两种不同的磨损机理：表面磨损和体内磨损。

表面磨损是由于摩擦表面局部的磨损和剥落所造成，而体内磨损则是由于材料内部的晶体结构发生破裂而引起的材料的磨损。

同时，当温度升高时，O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料的磨损率也会相应地增加，这表明了高温环境下材料之间的相互作用会更加剧烈，因此需要更好的磨损性能来应对这种情况。

为了进一步提高O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料的高温干摩擦性能，可采取以下措施：1）针对材料的不同磨损机理，采用不同的预防措施，如在表面涂覆保护层，或者改变材料的工艺，增加晶界的强度，从而抵抗材料内部的磨损；2）优化材料的成分和结构，例如通过添加一定量的碳化硅等硬质颗粒来增强材料的硬度和抗磨损性能。

这些措施可以有效地提高O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料在高温干摩擦环境下的性能表现，为其在工业应用中的发挥更大的作用提供有力的保障。

综上所述，本文通过对O‘―Sialon/ ZrO2/ SiC复合陶瓷材料在高温干摩擦条件下的磨损行为进行了研究和分析，结论表明该材料具有良好的高温干摩擦性能，并且具有广泛的应用前景，同时还提出了一系列的促进其应用的措施，期望对相关领域的研究和应用具有重要的参考价值。

TC4合金干滑动磨损性能的研究

TC4合金干滑动磨损性能的研究摘要本文研究了TC4合金的干滑动磨损性能。

利用球盘试验机对TC4合金进行了干滑动磨损实验。

结果表明，随着负载的增加，TC4合金的磨损率增加。

在相同的负载条件下，TC4合金的磨损率随着滑动速度的增加而增加。

同时，对TC4合金进行了表面形貌和元素组成分析。

研究表明，TC4合金的磨损主要是由于表面氧化层破坏和材料剥离形成的，同时，TC4合金表面的TiO2和TiC可以有效地减少磨损。

关键词：TC4合金，干滑动磨损，磨损率，表面形貌，元素组成IntroductionTC4合金以其良好的耐腐蚀性、高强度和优异的耐高温性能被广泛应用于航空航天和汽车工业领域。

然而，在实际应用中，TC4合金往往受到干滑动磨损的影响，导致材料的损坏和寿命降低。

因此，研究TC4合金的干滑动磨损性能对于材料的应用具有重要意义。

Method采用球盘试验机对TC4合金进行了干滑动磨损实验。

实验使用球盘试验机的球径为10mm，盘口直径为60mm。

实验负载为20N到60N，滑动速度范围为0.1m/s到0.8m/s。

试验时间为600s。

利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对磨损后的TC4合金表面形貌和元素组成进行了分析。

Result and discussion实验结果表明，在相同的负载条件下，TC4合金的磨损率随着滑动速度的增加而增加。

图1显示了不同滑动速度下TC4合金的磨损率随时间的变化曲线。

当负载为60N时，TC4合金的磨损率达到最大值，为 6.5×10-5mm3/Nm。

随着负载的增加，TC4合金的磨损率也增加。

当负载为40N时，TC4合金的磨损率最高，为5.9×10-5mm3/Nm。

在较低的负载条件下，TC4合金的磨损主要是由于表面氧化层破坏导致的。

在较高的负载下，TC4合金的磨损主要是由于材料剥离和表面氧化层破坏所致。

在实验中，发现TC4合金表面的TiO2和TiC可以有效地减少磨损，这是由于TiO2和TiC可以形成保护膜，并防止氧化层的进一步脱落。

Al_2O_3基陶瓷刀具材料摩擦磨损特性及其有限元分析

A l2O3 /T i( C, N ) 陶瓷的磨损机理主要为磨粒磨损. 由图 3( c) 可见, A l2 O3 /S iCw 陶瓷的磨损表面几乎看不到大量的晶粒脱落现象, 只有少量刮擦痕迹. 由于 S iCw 晶须能够有效阻止微裂纹的进一步扩展, 提高 A l2 O3 /S iCw 的韧性, 从而降低磨损率. 其磨损机理主要以磨粒磨损为主. 2. 2 有限元计算结果与分析
2 结果与讨论
2. 1 摩擦磨损性能图 1所示为在载荷 150 N 下, 3种 A l2 O3 基陶瓷
F ig 1 F r iction coeffic ient o f three ce ram ic com pos ites as func tion o f rotation speed
图 1 三种 A l2O3 基陶瓷刀具材料的摩擦系数随转速变化的关系曲线
406 401 385
大值以及合应力的最大值. 可见, 在相同载荷下, A l2O 3 /T iC所受到的剪切应力最小, 主应力最大, 在法向载荷作用下与接触表面产生了相对滑动, 发生了粘结磨损, 磨损最严重. A l2 O3 /T i( C, N ) 和 A l2 O3 / S iCw 所受到的剪切应力稍大, 剪应力使硬质点与表面之间产生较大的相对位移, 从而使被磨损表面产生犁削而形成磨料磨损, 但是二者受到的主应力远小于 A l2O 3 /T iC, 尤其是 A l2 O3 / S iCw, 故在合向应力作用下磨损较轻. 在相同条件下, A l2O 3 /T i( C, N ) 陶瓷受到的切向应力较大, 因此容易使陶瓷表面产生裂纹.
随转速变化的关系曲线
可见, 随着转速增加, 3种 A l2O3 基陶瓷的磨损率降低. 说明 3种 A l2 O3 基陶瓷在高速下的耐磨性优于

金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素

金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素1．引言随着科学技术的进步和现代工业的进展，硬脆材料（如激光和红外光学晶体、陶瓷、石英玻璃、硅晶体和石材等）的应用日益广泛。

由于硬脆材料硬度高、脆性大，其物理机械性能尤其是韧性和强度与金属材料相比有很大差异，因此这些材料很难甚至不能采纳一般的加工方法进行加工。

金刚石是自然界已知的硬度最高的物质，其优异的性能使其在硬脆材料加工领域具有广阔的前景。

目前，采纳金刚石工具对硬脆材料进行切割和磨削仍是有效的加工方法，如用金刚石切割工具切割石材、用金刚石砂轮磨削陶瓷等。

加工硬脆材料的金刚石工具重要有各种金刚石锯和金刚石砂轮等，尽管各种工具的应用范围和加工特点不同，但其磨损机理都大致相同。

由于金刚石工具的磨损对工件的加工质量和加工过程的影响很大，工具的磨损性能是反映工具性能、工艺参数是否合理的一个紧要指标，所以对金刚石工具磨损机理的讨论对引导金刚石工具的合理制造和工艺参数的合理选择具有紧要意义。

长期以来，国内外很多学者致力于金刚石工具磨损机理的讨论，并已取得了可喜的成果。

2．金刚石工具磨损机理的讨论用金刚石工具加工硬脆材料时，由于猛烈摩擦、高温等的作用，工具不可避开地会产生磨损，而磨损是一个特别多而杂的过程。

（1）磨损的三个阶段金刚石工具的磨损由三个阶段构成：初始的快速磨损阶段（也称过渡阶段）、磨损率约为常数的稳定磨损阶段以及随后的加速磨损阶段。

加速磨损阶段表明工具不能连续工作，需要重新修整。

（2）磨粒磨损形式磨粒磨损形式可分为：整体磨粒、微碎裂磨粒、宏观碎裂磨粒、磨粒脱落及磨粒磨平。

这几种磨损形式所占的比例决议于不同的磨损阶段、所用工具和被加工材料等。

TWLiao等定量讨论了微进给磨削结构陶瓷时金刚石砂轮的磨损并指出：在过渡阶段和稳定磨损阶段，砂轮的磨损不同。

过渡阶段的磨损不仅决议于砂轮的规格、材料特性和磨削条件，更紧要的决议于砂轮的制备方法。

在过渡阶段，因砂轮刚修整过，磨粒伸出最大，很多磨粒不参加切削，所以整体磨粒的比例比稳定阶段高；同时，修整使很多磨粒伸出过大，把持力不够，磨粒脱落的比例比稳定阶段高；此外，修整会减弱一些磨粒，使微碎裂磨粒的比例比稳定阶段高。

几类硬质薄膜的摩擦磨损性能测试

几类硬质薄膜的摩擦磨损性能测试华敏奇1 张广安1袁振海2张莎莎31、中国科学院兰州化学物理研究所2、广州有色金属研究院3、兰州华汇仪器科技有限公司摘要：采用摩擦磨损试验机考察了几类复合硬质薄膜的摩擦磨损行为，结果表明：复合薄膜的摩擦磨损性能均极大提高。

CrN基复合薄膜的硬度与抗磨损性能均较CrN薄膜有极大提高；Al/AlN纳米多层膜具有软质Al层和硬质AlN层的交替结构，在摩擦过程中，硬质AlN层可以起到良好的承载作用，软质层可以起到良好的减摩作用，有效的降低了Al/AlN 纳米多层膜的摩擦和磨损，具有非常优异的摩擦学性能；Ti-DLC薄膜与S i3N4、钢、Ti-DLC 对摩时，均表现出良好的耐磨减摩性能，但摩擦系数与磨损率各不相同。

硬质薄膜材料包括难溶化合物(氮化物、碳化物、氧化物等)、类金刚石碳膜及硬质合金等硬度高、耐磨性好，已经取得了广泛的应用。

但如何评价硬质薄膜的摩擦磨损行为，已经成为研究此类硬质薄膜的关键问题，主要包括研制各种新型的摩擦学薄膜材料及摩擦学性能评价、薄膜的摩擦磨损原理及指导实际工况材料的摩擦学设计。

本文考察了几类物理气相沉积(PVD)复合硬质涂层的摩擦磨损行为，并探讨了其摩擦磨损机制。

1．实验过程采用自制的摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦学性能, 采用往复滑动方式, 频率为5Hz，单次滑动行程为6mm，，对偶件为GCr15钢球、氮化硅陶瓷球。

采用JSM-5600LV型电子显微镜(SEM)观测磨痕表面形貌。

采用MicroXam型三维表面形貌仪测量磨痕轮廓，并计算得到薄膜的磨损率。

2．结果与讨论2．1 CrN基复合薄膜采用中频反应磁控溅射制备了CrN与CrSiN、CrAlN复合薄膜。

通过EDS检测CrSiN 复合薄膜中Si/Si+Cr的相对含量为12.6%，CrAlN复合薄膜中Al/Al+Cr的相对含量为48.4%。

所制备的薄膜均呈现柱状生长, 且连接紧密, 间距很小, 结构密实, 薄膜的厚度约为1-1.5μm。

第二章_高分子材料自润滑减摩机理和耐磨机理-2

第二章_高分子材料自润滑减摩机理和耐磨机理-2第二章高分子材料的磨损与耐磨机理一、高分子材料的磨损形式高分子材料的磨损十分复杂，关于磨损的分类并不统一，我们主要可以概括为以下几种磨损形式：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和塑性变形磨损。

常常一种磨损发生后诱发其它形式的磨损，在实际磨损中通常是几种类型的磨损同时存在。

1．粘着磨损（Adhesive Wear）（1）粘着磨损理论上世纪八十年代，一系列关于高分子断裂及粘着的综述相继出版，这些研究成果使我们能够提出高分子脱离过程中的银纹（微裂纹）理论，从而使预测、关联相关试验结果成为可能，如在什么条件下高分子能够与一个坚硬的固体发生或强或弱的粘着。

这一理论可以用于高分子的磨损。

实际上，它可以同时用于解释磨损中的粘着及粘着中的磨损。

当紧密接触表面发生相对滑动时，在粘着表面产生许多银纹，银纹的空洞由原纤连接，其发展到一定程度会转换为裂纹。

通常认为裂纹扩散所需的能量由原纤的拉伸所消耗。

当原纤被拉断并回缩，会释放出弹性能，形成真正的裂纹。

银纹的增厚过程有两种机理。

一种认为是一定质量的原纤被拉伸引起（C Kramer认为这是一个蠕变机理）。

另一种是表面拉伸机理，认为高分子由高分子体中拉伸出来，构成原纤，使原纤的质量不断增加。

当银纹达到一定厚度时，增厚机理会由表面拉伸转化为一定质量下原纤的蠕变。

银纹的增厚机理由环境和高分子的组成及特性如分子量、分子链的缠结程度而改变。

（2）粘着磨损的基本特征及其影响因素作用在固体接触表面间的粘着是摩擦学领域中的一项重要内容。

具体来说，它对滑动摩擦、磨损以及润滑等起着很重要的作用。

粘着磨损过程是在外力作用下，摩擦接触的表面其材料分子或原子间形成显微熔接和分离过程。

宏观光滑的表面，从微观尺寸看总是粗糙不平的。

当两个表面接触时，接触的将只是表面上的一些较高微突点。

它们承受着整个载荷，以致使许多微突点发生塑性变形，并更紧密地接触。

在这种条件下，这些紧密接触的微突点表面原子间将发生相互作用，使两个表面微突点粘着、焊合。

纳米珠光体的磨损机理

纳米珠光体的磨损机理
纳米珠光体的磨损机理可以通过以下几个方面进行解释：
1. 硬度差异：纳米珠光体通常具有较高的硬度，可以用来增强材料的耐磨性。

然而，在磨损过程中，其硬度差异可能导致颗粒之间的相互作用。

当硬度较低的表面与硬度较高的纳米珠光体接触时，会发生磨损。

2. 疲劳磨损：纳米珠光体在表面与材料接触的部位会受到循环应力的作用，并且可能出现疲劳破坏。

这种疲劳破坏可以导致纳米珠光体的剥落、断裂等现象，从而引起磨损。

3. 磨粒磨损：在磨损过程中，纳米珠光体颗粒之间的相互碰撞会导致颗粒的磨损。

这种磨粒磨损可能会产生颗粒的形变、断裂以及表面的剥落等现象。

4. 粘附磨损：纳米珠光体表面通常具有一定的粘附性，与材料表面存在一定的吸附力。

在磨损过程中，颗粒与材料表面之间可能发生粘附和剥离现象，从而引起磨损。

需要注意的是，纳米珠光体的磨损机理还与具体应用环境条件有关，比如载荷大小、摩擦速度、温度等因素都可能对磨损机理产生影响。

因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素，并选择适当的纳米珠光体材料和表面处理方法，以减少磨损。