摩擦与润滑----5金属材料成形过程中的磨损.
摩擦与润滑
摩擦与润滑1、基本概念基本概念基本概念基本概念摩擦学：摩擦学（Tribology）一词是1966年才开始使用的，是研究相互作用表面发生相对运动时的有关科学、技术和实践的一门综合性科学技术，其基本内容就是研究机械中的摩擦、磨损和润滑问题。
摩擦：两个相互作用的物体在外力作用下发生相对运动时所产生的阻碍运动的阻力称为“摩擦力”，这种现象称之为“摩擦”。
磨损：摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损。
润滑：在两物体相对运动表面之间施加润滑剂，以减少接触表面间的摩擦和磨损。
2、基本原理：摩擦原理的早期认识及基本观点：答：凹凸说：1、认为摩擦的起因是一个凸凹不平的表面沿另一‘表面上的微凸物体上升所作的功，也就是说摩擦是由于表面凸凹不平而引起，即摩擦的凹凸学说。
2、库仑在解释摩擦起因时，他认为首先是接触表面凹凸不平的机械啮合力，其次是分子之间的粘附力。
虽然，他已认识到粘附在摩擦于可能起一定作用．但是次要的，粗糙表面的微凸体才是主要的。
粘附说：1、摩擦粘附说：认为摩擦力的真正原因在于接触摩擦区两表面之间的分子粘附作用。
2、表面分子吸引力理论：认为摩擦是接触表面分子间相互排斥力与相互吸引力的作用结果。
3、分子机械摩擦理论：认为机械与分子吸附是摩擦之源。
摩擦与接触面微凸体的弹塑性变形、微凸体相遇时的剪切、犁沟以及接触面分子吸引有关。
4、近代被公认的摩擦粘附理论：认为表观接触面积与真实接触面积差别很大，而且真实接触面积还会随摩擦条件而变化，两微凸体之间因存在吸附力而形成接点。
摩擦力应为剪断金属之间接点所需的力与硬金属表面微凸体在软金属表面犁沟所需力之和。
这一理论最初应用于两种金属之间的摩擦，现在，已深入到非金属等许多其他材料。
第一章表面性质与表面接触1、为什么在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好？答：液体的表面张力越小，接触角越小，固体表面就越容易被液体表面浸润。
一般认为，液体的表面张力小于固体的表面张力即可润湿固体表面，所以在选择润滑剂时希望其表面张力越低越好。
金属加工润滑基础知识之一摩擦学
金属加工润滑基础知识之一摩擦学金属加工润滑基础知识之一摩擦学摩擦学的三个方面：摩擦、磨损、润滑摩擦：相互接触的物体在相对运动时或具有相对运动的趋势时，接触面间发生阻碍相对运动的现象，称为摩擦。
所产生阻碍其相对运动的阻力称之为摩擦力。
特征：摩擦阻力、摩擦热量、材料磨损摩擦种类：（按摩擦副表面的润滑状态分类）1、干摩擦：在没有任何润滑剂的条件下，两物体表面间的摩擦。
2、液体摩擦：又称流体摩擦。
是发生在液体内部的一种摩擦现象，包括纯液体流动时的摩擦和液体将金属表面隔开时的摩擦。
一般来讲，这层液体的厚度在2微米以上。
3、边界摩擦：当固体表面不是被一层液体隔开，而是被一层很薄的吸附油膜隔开，或是被一层具有分层结构和润滑性能的边界膜隔开时的摩擦，称为边界摩擦。
这层膜的厚度一般在0.1-1微米以下。
4、混合摩擦：物体相对运动时，由于它的表面粗糙度不同，当凸起较高的部分发生边界摩擦时，凸起较低的部分处于液体摩擦状态或半液体摩擦中，当凸起较低的部分处于边界摩擦时，凸起较高的部分因挤压较剧烈会导致边界膜破烈，其表面直接接触发生局部干摩擦、半干摩擦。
磨损：定义：相互接触的物体在相对运动时，表层材料不断发生的损耗的过程，或者产生残余变形的现象。
磨损的三个阶段：磨合、稳定磨损、急剧磨损磨损的类型：1、粘附磨损：接触表面相对运动时，由于分子间的吸引力作用而产生粘附连接，致使材料从表面脱掉的磨损。
2、磨料磨损：接触表面相对运动时，由于硬质颗粒或较硬表面上的微凸体，在摩擦过程中的“梨削”“切削”“磨削”作用引起表面擦伤，表层材料脱落或分离出碎屑和其他磨粒。
3、疲劳磨损：两个相互作用的摩擦表面，由于表层材料疲劳，产生微观裂纹并分离出磨粒和碎片剥落，形成凹坑，造成磨损。
4、腐蚀磨损：摩擦副在第三介质的作用下发生的腐蚀磨损，比如：润滑油酸化变质产生的酸性油泥；手汗；潮湿空气中的氧、二氧化硫、硫化氢等等。
磨损的影响因素：1、润滑对磨损的影响（降低摩擦系数，液体润滑时能防止粘附磨损，洁净润滑能减少磨料磨损；有防锈性能的润滑剂能减少腐蚀磨损）2、材料性能对磨损的影响（材料的硬度和韧性；硬度决定表面抵抗能力，过高硬度易产生碎屑，产生磨料磨损。
摩擦与润滑整理资料
Chap 11.外摩擦：发生在工件和工具接触面之间，阻碍金属流动的摩擦，称外摩擦，是影响材料变形的重要因素之一。
2.研究摩擦的意义：全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉，失效零件的80%是由于磨损造成的。
因此，发展摩擦学可以有效的节约能源。
Chap21．金属塑性成形过程中摩擦的特点和作用如何？特点：（1）在高压下产生的摩擦；（2）较高温度下的摩擦；（3）伴随着塑性变形而产生的摩擦；（4）摩擦副（金属与工具）的性质相差大。
作用：（1）不利的方面：（a）改变物体应力状态，使变形力和能耗增加；（b）引起工件变形与应力分布不均匀；（c）恶化工件表面质量，加速模具磨损，降低工具寿命，而且降低制品的表面质与尺寸精度；（2）利用：（a）增大摩擦改善咬入条件，强化轧制过程；（b）增大冲头与板片间的摩擦，强化工艺，减少起皱和撕裂等造成的废品。
2.金属塑性成形过程中摩擦的类型及各自的特征是什么？（1）干摩擦：完全没有润滑，金属与工具之间直接接触。
（2）流体摩擦：较厚的润滑层将金属与工具隔开，摩擦发生在流体内部的分子之间，与接触表面的状态无关，与流体的粘度，速度梯度等。
（3）边界摩擦：介于干摩擦和流体摩擦的一种摩擦类型。
（4）混合摩擦：摩擦表面上既存在干摩擦状态，也存在边界摩擦状态和流体润滑状态的一种摩擦类型。
Chap31.金属表层的结构组成如何？金属材料的表面层结构注意：加工硬化层也叫冷硬层和贝氏体层；氧化层又称污染层。
2.何谓表面粗糙度及表示方法有哪些？加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。
表征材料表面微观几何形状特征，表面微凸体的高度与分布。
表示方法有：（1）轮廓算术平均偏差Ra 该方法能够充分反映表面微观几何特征但对于测量过于粗糙或光滑的表面不适用。
（2）微观不平度十点高度Rz 该方法测量简便，但只反映峰高，不反映峰的几何特征，受测量者主观影响较大，无周期性的宏观误差。
（3）轮廓最大高度Ry 对控制深加工痕迹有重要意义，保证小零件的表面质量，不如Rz反映的几何特征准确。
第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑 ppt课件
1、机械中的摩擦
2、机械中的磨损
3、机械中的润滑
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教材分析
教学目标： 1、知识与技能：
（1）了解机械中的摩擦、特征及类型 （2）了解机械中的磨损、特征及类型 （3）了解机械中的润滑、特征、类型及维护 2、过程与方法：通过本节的学习，使学生了解机械零件的摩擦、磨 损及润滑，知道在实际生产生活中怎样防止机械零件因磨损和摩擦而 失效的问题，怎样对机械零件进行润滑和保护。 3、情感态度价值观：在学习过程中不断提升学生的人生观和价值
3、摩擦副供给润滑油后，随运动参数、动力参数、几何尺 寸、工况条件、接触状况、润滑剂性能指标等的不同，将 呈现流体润滑、弹性流体动力润滑、边界润滑和混合润滑 四种。
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（1）流体润滑 定义：“面接触”的两摩擦表面被一层有足够厚度、
足够压力的连续油膜完全隔开的状态，称为流体润滑。 为避免干摩擦，摩擦副实现流体润滑是最佳状态。 分类：流体静力润滑和流体动力润滑
以上这些，都是摩擦现象
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讲授新课
这节课同学们要学习以下知识 ： 1、熟记机械零件摩擦、磨损和润滑的基本概
念 2、了解机械零件的摩擦类型 3、了解机械零件的磨损类型及磨损过程 4、了解机械零件的润滑类型
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一、基本概念
1、摩擦
摩擦是两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时， 在接触处产生阻力的现象。按用途，摩擦可分为有益摩擦 和有害摩擦。
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（3）表面疲劳磨损
摩擦表面材料的微观体积受循环应力作用，产生 重复变形而导致表面疲劳裂纹形成，并分离出微片或颗粒 的磨损。它的破坏特点是在摩擦表面上出现“点蚀”。
金属材料表面润滑与磨损研究
金属材料表面润滑与磨损研究金属材料是现代工业制造的基础，广泛应用于各种机械设备、汽车、航空航天等领域。
在金属材料在各种工作条件下遭受磨损和疲劳的问题上，润滑技术发挥了关键性的作用。
润滑剂的应用可以有效地减少摩擦力和热量，从而降低机器的磨损和能源消耗。
金属材料表面润滑的原理金属材料表面的润滑是通过在物体表面形成一层润滑剂，从而控制磨擦力和消除热量。
当金属材料表面上有一个润滑剂时，摩擦力会降低，用于完成一个特定工作的应用力量也同样减少。
通过降低摩擦力，也可以降低材料磨损率，从而延长使用寿命。
另外，润滑剂还能够有效降低材料表面的摩擦系数，从而使材料具有更佳的抗磨损和耐用性能。
润滑剂具有良好的流动性和良好的润滑性，当润滑剂与材料表面相互作用时，其让金属表面更加“光滑”，从而降低摩擦和磨损。
金属材料表面润滑的分类金属材料表面润滑的分类主要包括：1.油膜润滑油膜润滑是润滑剂流动在金属表面和另一物体之间，形成了一个膜，屏蔽荷载和材料间的直接接触，从而减小了磨损。
油膜润滑是最为常见的金属表面润滑方式，润滑剂可作为油膜或黏弹性润滑剂（润滑剂中带有高分子材料，会吸附在金属材料上，形成一个弹性膜）。
2.干磨润滑（干摩擦）干磨润滑不使用任何润滑剂，而是通过金属材料表面的型状和质量，控制摩擦和热量发生的地方和程度。
干磨润滑适用于不要求高精度的材料加工。
3.固体润滑固体润滑指的是应用在金属材料表面的具有润滑性质的固体材料。
典型的固体润滑材料包括石墨、金属硫及Moly，固体润滑减少了材料表面之间的热和磨损。
金属材料磨损的特点金属材料磨损是在外界作用下，金属表面逐渐失去原有的材料（分为微观角度和宏观角度）。
磨损会使金属表面产生缺陷，最终导致材料的失效。
金属材料磨损的共同特点是基于摩擦热和金属表面结构微观变形产生的，而且时间随机变化。
材料表面的形状、表面质量、磨合时间和荷载大小等因素也会影响磨损过程。
如果材料表面没有润滑剂附着，磨损率将会更高。
金属材料及其耐磨损、摩擦、腐蚀性能
金属材料及其耐磨损、摩擦、腐蚀性能金属材料是一种历史悠久发展成熟的工程材料。
我国早在商朝即有青铜器出现，春秋战国时代开始使用铁器，铝合金的运用亦已有一百年的历史，就连钛合金都已发展六十多年了，随着人类文明的演进，金属材料一直扮演着重要的角色，举凡与我们生活息息相关的食，衣，住，行，无不处处见其踪迹，例如陆、海、空、各类运输工具、桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等不胜枚举。
金属材料的机械性能。
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。
所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。
金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。
由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。
金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。
在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。
外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。
常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
但在复杂工况条件下，冶金、矿山、港口、电力、煤炭、建材及军事等各个工业行业中，许多工件及设备由于磨损而迅速失效。
材料摩擦、磨损和腐蚀虽然很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。
因此，在复杂工况下，耐摩擦、磨损、腐蚀性能是对金属机械材料部件的新挑战。
目前，针对金属机械材料部件耐摩擦、磨损、腐蚀性能研究不断更新完善。
喷涂型聚氨酯弹性体就是一种工艺技术成熟，可广泛应用于矿山、港口、电力、煤炭等复杂工况下的可增强机械设备耐磨防腐性能的新型高分子聚合物耐磨材料。
材料力学性能第七章金属的磨损ppt课件
➢ 根据剥落裂纹起始位置及形态不同，分为：
➢ (1) 麻点剥落（点蚀）
➢ (2) 浅层剥落
➢
(3) 深层剥落（表面压碎）
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2. 接触应力
➢ 两物体相互接触时，在表面上产生的局部压入应力称 为接触应力，也称为赫兹应力。
➢ 线接触（齿轮）与点接触（滚珠轴承）
上图为温度对胶合磨损的影响，可以看出， 当表面温度达到临界值(约80℃)时, 磨损量 和摩擦系数都急剧增加。
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润滑油、润滑脂的影响
在润滑油、润滑脂中加人油性或极压添加剂能提高润 滑油膜吸附能力及油膜强度，能成倍地提高抗粘着磨 损能力。
油性添加剂是由极性非常强的分子组成，在常温条件 下，吸附在金属表面上形成边界润滑膜，防止金属表 面的直接接触，保持摩擦面的良好润滑状态。
磨损是一个复杂的系统工程
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机件正常运行的磨损过程
（a）磨损量与 时间或行程关系曲线；
（b）磨损速率与 时间或行程关系曲线
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3. 磨损的分类方法
粘着磨损 磨粒磨损
冲蚀磨损 疲劳磨损 微动磨损 腐蚀磨损
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§7.2 磨损模型
一、粘着磨损 1. 磨损机理 ➢定义：在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速 度较小（钢小于1m/s）时发生的， ➢原因：缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单 位法向载荷很大，σ接触＞σs又称咬合磨损
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主轴转速 ： 60r/min ～ 12000r/min
主轴转速示值准确度： ± 2r/min
高温炉温度范围： 室温～ 800℃；
高温炉密封性能： 在连续充入氮气（纯度
99.9%以上）的条件下，炉内 氧气含量应能达到1%以下。 最大负荷：
摩擦与润滑---6金属材料成形过程的润滑.
6.2 流体润滑
在适当条件下，工具与工件表面间由一定厚度(一般在1.5～2 mm以上)的润滑 油膜隔开，依靠润滑油的压力来平衡外载荷，在润滑油膜中的分子大部分不受金 属表面力场的作用，而可以自由地移动，这种状态称为流体润滑。 流体润滑下摩擦系数很小，通常为 0.001～0.008。根据流体润滑油膜压力形 成的方式不同，可将流体润滑分为二类：流体动压润滑、流体静压润滑。 ● 流体动压润滑：摩擦表面间发生相对运动，由形成的收敛油楔产生的油膜压力来 平衡外载。 ● 流体静压润滑：由外部供油系统供给一定压力的润滑油，由油的静压力来平衡外 载。
◆流体动压润滑理论：
流体在外力作用下流动时，由于本身分子之间的内聚力以及流体与固体壁面之间 的附着力，使各流层之间产生速度上的差异，各流层之间由于相对运动而产生的摩擦 力称为内摩擦力。流体流动时产生内摩擦力的这种性质，叫做流体的粘性。只有在流 体流动时才会呈现粘性，静止不动的流体不呈现粘性。
◇ 牛顿流体内摩擦定律(流体摩擦定律) 假设流体做层流运动，且各流层的速度按线形 分布，则这种流体的粘度不为0，称为牛顿流体。 根据牛顿的实验，对于牛顿流体，流体层间的 内摩擦力F与层间厚度dz成反比，与层间接触面积 A和相对运动速度dv成正比，即： F＝η·A·dv/dz τ＝F/A=η·dv/dz 式中,τ－流层间的剪应力；dv/dz－流速梯度； η－粘度，表征流体粘性大小。
◆ 化学吸附膜与金属表面的作用
极性分子与金属表面除能发生物 理吸附外，在一定的条件下还可通过 化学作用，发生化学吸附。当金属表 面有一层氧化薄膜、并与脂肪酸等起 化学反应，生成脂肪酸盐而比较牢固 的吸引在金属的表面时，可以起到边 界润滑作用。反应式： 2RCOOH+MeO=(RCOO)2Me+H2O 脂肪酸盐的熔点较原脂肪酸高 ,耐热性 好,不易破裂。 图表示硬脂酸〔C17H35COOH〕 在钢坯表面化学吸附形成的单分子层 硬脂酸铁皂膜。
摩擦与润滑----5金属材料成形过程中的磨损
在滑动单位距离上，接触微凸体(以直径 d为单位)总计受到 n×(1／d)次的摩擦。 若每个微凸体摩擦一次，直径d的半球状(体积πd3 ／12)微粒由于粘着磨损，便脱落掉， 这时滑动距离L之间的总磨损量如下： W=(πd3 /12）· L /d） （n 联合上两式，消去d，则有： W＝1/3· PL/σs 上式表明总的磨损量与载荷及滑动距离成正比，而与屈服应力成反比(或者说与材 料的硬度成反比)。 显然，上述公式只作为研究滑动摩擦时定性分析磨损的参考，因为还有许多重要 因素没有包括在内。
为磨料磨损。
●疲劳磨损:由于材料表面承受周期性载荷，造成表面产生应力和应变，周期性接触应力
使表面发生疲劳破坏，材料表面出现裂纹和微片，或者颗粒的损失，称为疲劳磨损。
●腐蚀磨损:摩擦过程中，金属表面同周围介质发生化学反应或者电化学反应，产生材料
损失，称为腐蚀磨损。
●微动磨损:两个接触表面发生相对低幅振动而引起的材料的磨损，称为微动磨损。
◆疲劳磨损机理
疲劳磨损的特点是表面或次表面受到接触应力的反复作用而产生疲劳破坏。接触 表面作滚动或滚动＋滑动复合摩擦时，由于周期性载荷的作用，使表面产生应力与变 形，从而导致材料表面内部出现裂纹和分离出微片或者颗粒的磨损，微裂纹在随后的 加载、卸载过程中扩大。当微裂纹达到一定临界尺寸时，它将改变方向而露出表面， 结果造成板状颗粒从表面脱离，当脱离的颗粒较大时则称之为剥落或形成微坑。即为 疲劳磨损。 疲劳裂纹一般是在固体有缺陷的地方最先出现，这些缺陷可能是机械加工时的擦 伤或材料在冶金过程中造成的缺陷(如气孔、夹杂物等)。疲劳裂纹还可能在金属相间 和晶界处形成。 通常齿轮、滚动轴承、轧辊、模具等比较容易出现表面疲劳磨损。
◆材料成形过程中的磨损（加工工具磨损）
金属塑性加工的摩擦与润滑金属的塑性PPT教案
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为什么要研究金属的塑性？
➢ 探索塑性变化规律 ➢ 寻求改善塑性途径 ➢ 选择合理加工方法 ➢ 确定最佳工艺制度 ➢ 提高产品质量
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塑性指标及其测量方法
➢ 塑性指标的测量方法 ➢ 塑性指标
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1.塑性指标
概 念： 金属在破坏前产生的最大 变形程度，即极限变形量。
第5章 金属的塑性
§5.1 金属的塑性 §5.2 金属多晶体塑性变形的主要机制 §5.3 影响金属塑性的因素 §5.4 金属的超塑性
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§5. 1 金属的塑性
5. 1. 1 塑性的基本概念 5. 1. 2 塑性指标及其测量方法 5. 1. 3 塑性状态图及其应用
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5. 1. 1 塑性的基本概念
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➢ 弹塑性共存定律的概念：在塑性变形过程 中有弹性变形同时存在的现象。
➢ 意义： 1. 对于工具 2. 对于工件
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塑性状态图及其应用
➢ 概念：表示金属塑性指标与变形温度及加载方式 的关系曲线图形，简称塑性图。
➢ 应用：合理选择加工方法 制定冷热变形工艺
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§4.3 塑性加工中摩擦的分类及机理
外摩擦的分类 ➢ 干摩擦 ➢ 流体摩擦 ➢ 边界摩擦
摩擦机理 ➢ 分子吸附说 ➢ 表面凸凹学说
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1．干摩擦
4. 3. 1 外摩擦的分类及机理
干摩擦是指不存任何外来介质时金属与工具的接触表面之间的摩擦（图4-3所 示）。但在实际生产中，这种绝对理想的干摩擦是不存在的。因为金属塑性 加工过程中，其表面多少存在氧化膜，或吸附一些气体和灰尘等其它介质。 但通常说的干摩擦指的是不加润滑剂的摩擦状态。
04.金属塑性变形与轧制理_王淑平_金属塑性加工中的摩擦与润滑
（2）粘着摩擦理论 T=Fzτb
（3）分子—机械摩擦理论 T=αFzβN或f=αFz/N+β
二、液体摩擦理论
1.液体摩擦定义：工具与工件的接触面间被润滑油 完全隔开，两表面的相对滑动阻力只与液体的性质和 速度梯度有关，而与接触面状态无关时，这种摩擦称 为液体摩擦。
Tt s
2.液体动压润滑理论
复习提问
1.用单向拉伸法和单向压缩法所测定的变形抗力 是否相同，试分析其原因？
2. 为何变形温度对变形抗力的影响呈e指数关系？
4 金属塑性加工中的摩擦与润滑
4.1金属塑性加工中摩擦的特点与作用
一、塑性加工中摩擦的特点
1.与机械摩擦相比特点如下: (1)工具与工件接触面上的单位压力大。
(2)接触表面不断更新和扩大。
(3)接触表面温度较高。
(4)作为摩擦对的工具与工件性质差别大。
2.塑性加工中的摩擦作用
摩擦引起的不良后果如下：
（1）引起变形和能耗增加。 （2）摩擦引起变形不均匀及许多不良后果。 （3）引起工具磨损，缩短工具寿命。 某些情况下，摩擦也起着有益作用： 例如：轧制时增加摩擦可改善轧辊咬入轧件的条件 以增大每道压下量。
4.2 摩擦理论
一般都属于滑动摩擦。可分为三种基本类型：干 摩擦、液体摩擦和边界摩擦。
一、干摩擦理论
1.干摩擦定义：指工件与工具接触面间没有任何 其它介质和薄膜，仅是其金属与金属之间的摩擦。
2.干摩擦理论：机械摩擦理论、粘着摩擦理论和 分子机械摩擦理论。
（1）机械摩擦理论 T=fN=fσnFH或T/FH=τf=fσn
的压力、温度等是选择合适润滑膜的重要条件。
4.3 影响摩擦系数的主要因素
1.工具表面状态和材质的影响
第6章-金属材料的表面摩擦与磨损ppt课件
6.1 摩擦
4.2 边界摩擦 Boundary Friction 物理吸附膜 ✓ 矿物润滑油中常含有一些极性物质，其分子的一端是带有强电荷 的极性团，与金属表面亲和力强，在金属表面形成单层分子或多 层分子的吸附膜。 ✓ 因此, 摩擦发生在金属表面的极性分子的非极性端, 从而有效地 防止摩擦表面的直接接触, 减少了摩擦。
0-t1
t1-t2
t2-t3
时间
6.2 磨损
1. 磨损 磨损不仅是材料本身固有特性的表现, 更是摩擦学系统特性的反映。 因此, 磨损也具有条件性和相对性 ✓ 磨损的这种特性和摩擦很相似, 因而也可用类似的表达式来表示, 即：
wf(x,s)
✓ 同一种机器零件在不同机器中会产生不同类型或不同程度的磨损。 ✓ 即使在同一台机器中, 不同工况也会导致不同程度甚至不同类型的
6.2 磨损
2. 粘着磨损 在摩擦副中, 相对运动的摩擦表面之间, 由于粘着现象产生材料转 移而引起的磨损, 称为粘着磨损。 ✓ 这类磨损一般发生在相互滑动(或转动)的干摩擦表面上, 即在表面上 的某些微突体产生固相焊合, 严重时还会出现摩擦副完全“咬死”的 现象。 如:在润滑状况恶化的条件下, 柴油机烧轴瓦就是这种磨损的典型例子。 ✓ 有两种粘着(焊合)：①冷焊粘着；②热局部焊合粘者 粘着磨损过程 ⑴ 载荷、速度小 ⑵ 载荷、速度较大 ⑶ 变形、断裂及材料转移 ⑷ 新粘着点产生
磨损指标: 磨损量指标：磨损量、磨损率
几何形状指标：平面度、圆度、圆柱度
✓ 平面度: 公差带是距离为公差值t 的两个平行平面之间的区域。 ✓ 圆度: 半径差为公差值t的两个同心圆之间的区域。 轴颈的圆度误差
可以采用外径千分尺测量指定平面两个相互垂直的直径, 其半径差 就是圆度误差。
金属冶炼中的金属材料磨损与摩擦
密度
金属材料的密度决定了其质量和体积的关系，影响其 在冶炼过程中的浮沉行为。
金属材料的化学性质
耐腐蚀性
某些金属材料能抵抗腐蚀，使其在恶劣环境下 仍能保持稳定。
抗氧化性
金属材料在高温下与氧气反应的能力，决定了 其使用寿命。
化学活性
金属材料的化学活性决定了它们在冶炼过程中的反应能力。
磨粒磨损
硬颗粒或粗糙表面在材料表面划过，导致材 料剥离或变形。
腐蚀磨损
在腐蚀环境下，金属材料与周围介质发生化 学或电化学反应，导致材料损失。
影响金属材料磨损的因素
硬度
硬度高的金属材料具有更好的耐磨性。
韧性
韧性好的金属材料能够吸收更多的能量， 减少裂纹的产生和扩展。
环境因素
载荷和速度
腐蚀、高温、高压等环境因素对金属材料 的耐磨性有很大影响。
为了减少金属材料的磨损和摩擦，可以采用表面处理技术， 如喷涂、电镀、渗碳等，以提高金属表面的硬度和耐腐蚀性 ，从而提高机械设备的耐磨性和耐久性。
在汽车工业中的应用
汽车工业是金属材料的重要应用领域之一，金属材料在汽 车零部件制造中占据着重要地位。在汽车发动机、变速器 、刹车系统等关键部位，金属材料的磨损和摩擦是影响汽 车性能和寿命的关键因素。
金属材料摩擦的类型
干摩擦
01
无润滑剂作用下的金属表面间的摩擦。干摩擦较大，容易磨损
。
流体摩擦
02
在润滑油或润滑脂的作用下，金属表面间的摩擦。流体摩擦较
小，能有效减少磨损。
边界摩擦
03
在润滑剂的分子间作用下的金属表面间的摩擦。边界摩擦介于
干摩擦和流体摩擦之间。
第六章金属的磨损(打印)
第六章金属中的磨损长期以来，磨损一直是一个具有现实意义的研究课题，同时也是一个跨学科性的课题。
但是，由于对其基本知识了解不够，尤其是金属塑性变形有关磨损资料缺乏，给理论上阐述带来困难。
近年来，材料保护和能源节约日趋重要，而磨损是材料消耗的主要原因，减少磨损就可大大地节约材料与材料生产方面所需的能源。
研究材料成形过程的磨损的目的在于通过各种磨损现象的观察与分析，寻找磨损过程中的变化规律和影响因素，从而注重选择合理的工模具材料，设计减少磨损的材料成形工艺和采用适当的工艺润滑剂，以保证材料磨损减少到最低程度，同时提高成形制品质量。
6.1磨损摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损，见图1-2。
这一过程往往还拌随有摩擦热的产生。
磨损和摩擦热是摩擦的必然结果。
同样，磨损也是伴随着摩擦必然存在的，只不过在有些情况下磨损非常小，可以忽略不计。
( 迁移) （脱落）图6-1 磨损示意图举例说明：磨损的危害? 谜语？6.1.1磨损过程一般磨损过程一般分为三个阶段，见图6-1。
（1）跑合（磨合）阶段在载荷作用下，接触表面上的微凸体首先发生塑性变形，真实面积逐渐增加，直至相对稳定。
跑合（Running-in Process）过程的特点是摩擦表面有较大的磨损并有发热现象，表面的几何形貌以及表面和表层的物理、力学性能发生变化。
（2）稳定阶段摩擦副经过跑合后，进入稳定磨损阶段。
这时，在摩擦条件不变的条件下，摩擦的实际接触面积保持不变（动态平衡），即一些摩擦粘接点因磨损而破坏，又生成一些新的摩擦粘接点，单位面积上的实际接触压力保持一定动态平衡，磨损率趋于稳定。
（3）“急剧”磨损阶段随着磨损过程的进行，摩擦副几何尺寸发生较明显的变化，产生大量的磨屑，摩擦表面及表层发生严重的变形，尺寸精度严重下降，摩擦条件发生很大变化，出现振动，严重发热等现象，使磨损速率升高，磨损加剧，直至报废。
图6-1 磨损量W 与工作时间t 的关系6.1.2磨损与摩擦关系磨损与摩擦过程密切相关，在摩擦磨损过程中，摩擦表面及表层的形貌、结构与性能发生变化，同时伴随着能量的传递与消耗。