摩擦磨損過程和磨損形式

1、摩擦磨損過程和磨損形式摩擦磨損過程和磨損形式錢洪新[摘要]在機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中作相對運(yùn)動的零件之間總是伴隨著摩擦而產(chǎn)生磨損。磨損通常是不希望出現(xiàn)的，它是消極的、不利的。本文闡述了摩擦磨損過程；分析了摩擦的種類和摩擦磨損的四種基本形式；揭示了摩擦磨損的規(guī)律。[關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞]摩擦磨損摩擦分類磨損形式磨損規(guī)律機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)都是由運(yùn)動副零件的配合表面相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的，而配合表面的相對運(yùn)動必然伴隨著摩擦而產(chǎn)生磨損。在摩擦過程中，摩擦表面發(fā)生了尺寸、形狀

2、和表面質(zhì)量的變化稱為磨損。摩擦磨損是發(fā)動機(jī)零件最常見的一種損傷形式，是機(jī)器縮短使用壽命、喪失工作能力、影響安全可靠工作的主要因素之一。一、一、摩擦磨損過程摩擦磨損過程摩擦磨損與摩擦表面形貌有關(guān)。由于表面粗糙度的存在，兩摩擦表面僅僅是在少數(shù)孤立點(diǎn)上發(fā)生接觸，這時，法向載荷便由這些點(diǎn)上發(fā)生接觸。接觸面積越小，法向應(yīng)力越大。當(dāng)法向應(yīng)力超過材料的屈服極限時，接觸點(diǎn)就產(chǎn)生塑性變形。在塑性變形的同時，接觸點(diǎn)處金屬表面上的氧化膜也被壓碎或剪切掉。這時

3、，接觸點(diǎn)金屬分子間相互吸引力增大，有可能相互擴(kuò)散而熔合在一起。我們把熔合在一起的現(xiàn)象稱為冷焊。當(dāng)相對運(yùn)動繼續(xù)進(jìn)行時，由于剪切而使冷焊點(diǎn)破裂。以后又在接觸點(diǎn)發(fā)生塑性變形、冷焊和破裂，直到真實(shí)接觸面積增大到足以支承法向載荷時為止。這時，表面硬度增加了，表面粗糙度也有所提高了。摩擦磨損過程是一個復(fù)雜的過程。當(dāng)金屬產(chǎn)生塑性變形時，要釋放熱量，因此，在摩擦表面上的溫度要比基體金屬的溫度高得多。當(dāng)溫度高于再結(jié)晶溫度時，因變形而引起的表面強(qiáng)化現(xiàn)象將消

4、失；當(dāng)溫度繼續(xù)升高時，金屬被軟化，摩擦表面金屬分子相互粘結(jié)；當(dāng)溫度升高到相變溫度，摩擦表面金屬就會產(chǎn)生相變，強(qiáng)度和硬度也大大降低。在摩擦磨損過程中，摩擦表面還要與周圍介質(zhì)起作用。例如當(dāng)氧化膜被壓碎或前切后，裸露的金屬表面迅速與氧氣起化學(xué)反應(yīng)，形成新的氧化膜。氧化膜和基體金屬的結(jié)合力較弱，容易被壓碎或剪切。另外，空氣中的水分和潤滑油中的硫分均能與摩擦表面起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生化合物，加劇摩擦表面的磨損。因此，摩擦磨損過程就是摩擦系數(shù)增大。吸附膜

5、的穩(wěn)定性較差，在一定溫度下，定向排列的極性分子會因熱運(yùn)動而變得雜亂無章，甚至從摩擦面上脫落下來，使得吸附膜失去承載能力，潤滑作用大大減小。反應(yīng)膜較吸附膜穩(wěn)定得多，因?yàn)樵诟邷叵禄瘜W(xué)反應(yīng)的速度加快，更有利于生成新的物質(zhì)來加強(qiáng)反應(yīng)膜，所以反應(yīng)膜適于重載低速和高溫的條件。但是生成反應(yīng)膜時，一般伴隨著對金屬有腐蝕性。3.液體摩擦液體摩擦亦稱為液體潤滑，當(dāng)物體之間的接觸面被潤滑油膜完全隔開時，物體相對運(yùn)動所產(chǎn)生的摩擦叫液體摩擦。液體摩擦?xí)r，物體之間

6、的摩擦面沒有直接接觸，其間除了邊界潤滑膜外，還有流動油膜。因此摩擦僅發(fā)生在潤滑油之間，運(yùn)動阻力僅由潤滑油分子間的吸引力（內(nèi)聚力）形成，因而摩擦系數(shù)很小，一般在0.01～0.001的范圍內(nèi)。4.混合摩擦混合摩擦亦稱為混合潤滑，是屬于一種不穩(wěn)定的潤滑。它既存在著潤滑油粘度所產(chǎn)生的粘滯阻力，也存在著金屬表面微凸體接觸所產(chǎn)生的摩擦阻力。實(shí)際上它是指上述三種摩擦中有兩種摩擦同時存在的情形，可分為半干摩擦和半液體摩擦。半干摩擦是指干摩擦和邊界摩擦同

7、時存在的情形，不充分的邊界摩擦將導(dǎo)致半干摩擦。半液體摩擦是液體摩擦和邊界摩擦同時存在的情形，不充分的液體摩擦?xí)?dǎo)致半液體摩擦。工業(yè)設(shè)備經(jīng)常處于混合摩擦狀況。三、摩擦磨損形式三、摩擦磨損形式根據(jù)摩擦磨損過程的不同特征，磨損可分為粘著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損和腐蝕磨損四種基本形式。1、粘著磨損摩擦副在法向載荷的作用下，接觸點(diǎn)產(chǎn)生塑性變形，氧化膜被壓碎或剪切，接觸點(diǎn)發(fā)生冷焊。如果運(yùn)動速度較小而法向載荷較大，摩擦表面溫升很高，金屬軟化或熔化