機械零件的磨損 - 粘著磨損機理
粘著磨損又稱為粘附磨損，是指當(dāng)構(gòu)成摩擦副的兩個摩擦表面相互接觸并發(fā)生相對運動時，由于粘著作用，接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面所引起的磨損。
根據(jù)零件摩擦表面的破壞程度，粘著磨損可分為輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫和咬死等五類。
1．粘著磨損機理
擦副的表面即使是拋光得很好的光潔表面，但實際上也還是高低不平的。因此，兩個金屬零件表面的接觸，實際上是微凸體之間的接觸，實際接觸面積很小，僅為理論接觸面的1％～1‰。所以即使在載荷不大時，單位面積的接觸應(yīng)力也很大，如果當(dāng)這一接觸應(yīng)力大到足以使微凸體發(fā)生塑性變形，并且接觸處很干凈，那么這兩個零件的金屬面將直接接觸而產(chǎn)生粘著。
當(dāng)摩擦表面發(fā)生相對滑動時，粘著點在切應(yīng)力作用下變形甚至斷裂，造成接觸表面的損傷破壞。這時，如果粘著點的粘著力足夠大，并超過摩擦接觸點兩種材料之一的強度，則材料便會從該表面上被扯下，使材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面。
通常這種材料的轉(zhuǎn)移是由較軟的表面轉(zhuǎn)移到較硬的表面上。在載荷和相對運動作用下，兩接觸點間重復(fù)產(chǎn)生“粘著一剪斷一再粘著”的循環(huán)過程，使摩擦表面溫度顯著升高，油膜破壞，嚴(yán)重時表層金屬局部軟化或熔化，接觸點產(chǎn)生進(jìn)一步粘著。
在金屬零件的摩擦中，粘著磨損是劇烈的，常常會導(dǎo)致摩擦副災(zāi)難性破壞，應(yīng)加以避免。但是，在非金屬零件或金屬零件和聚合物件構(gòu)成的摩擦副中，摩擦?xí)r聚合物會轉(zhuǎn)移到金屬表面上形成單分子層，憑借聚合物的潤滑特性，可以提高耐磨性，此時粘著磨損則起到有益的作用。
2．減少或消除粘著磨損的對策
摩擦表面產(chǎn)生粘著是粘著磨損的前提，因此，減少或消除粘著磨損的對策就有兩方面。
(1)控制摩擦表面的狀態(tài)摩擦表面的狀態(tài)主要是指表面自然潔凈程度和微觀粗糙度。
摩擦表面越潔凈，越光滑，越可能發(fā)生表面的粘著。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能使摩擦表面有吸附物質(zhì)、氧化物層和潤滑劑。例如，潤滑油中加入油性添加劑，能有效地防止金屬表面產(chǎn)生粘著磨損；而大氣中的氧通常會在金屬表面形成一層保護(hù)性氧化膜，能防止金屬直接接觸和發(fā)生粘著，有利于減少摩擦和磨損。
(2)控制摩擦表面材料的成分和金相組織材料成分和金相組織相近的兩種金屬材料之間最容易發(fā)生粘著磨損。這是因為兩個摩擦表面的材料形成固溶體的傾向強烈，因此，構(gòu)成摩擦副的材料應(yīng)當(dāng)是形成固溶體傾向最小的兩種材料，即應(yīng)當(dāng)選用不同材料成分和晶體結(jié)構(gòu)的材料。
此外，金屬間化合物具有良好的抗粘著磨損性能，因此也可選用易于在摩擦表面形成金屬間化合物的材料。如果這兩個要求都不能滿足，則通常在摩擦表面覆蓋能有效抵抗粘著磨損的材料，如鉛、錫、銀等軟金屬或合金。
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