浅谈金属磨损失效及其防护措施

浅谈金属磨损失效及其防护措施摘要：当前，金属材料的磨损失效问题普遍存在，不仅影响工业机械的产品质量，也给企业的信誉、生存和发展带来威胁，造成的经济损失非常巨大。因此了解金属材料的磨损原理，明晰它的磨损危害，探讨对应的解决对策，降低技术材料的磨损，提高工业机械使用寿命，不仅可以避免意外事故的发生，还能极大地挽回巨额经济损失。针对金属材料的磨损失效，运用摩擦学原理对其进行浅析，并提出改进防护措施。关键词：金属材料；磨损失效；防护措施材料科学是基础科学的重要支柱，关系到工业企业的长足发展问题。通常情况下，金属材料失效的主要形式有三种：腐蚀、断裂和磨损，其中以磨损失效最为普遍，是工业金属材料失效的主要原因，占机械设备损坏的百分之七十，其导致的直接后果极有可能是灾难性的，甚至机毁人亡。因此，我们要将金属材料的磨损失效和防护措施看做工业发展的重要组成部分，要十分重视金属材料磨损失效的处理和解决。1金属材料磨损失效的危害一般来说，金属材料的磨损主要是因为金属零件副表面相互接触摩擦和运动作用而造成的材料摩擦表面上的损耗现象，通常包括金属材料的尺寸、外形、表面质量、组织结构及其性能的变化和损害。由于在工业机械设备的施工过程中，工作环境非常恶劣，工作条件很苛刻，又经常在高速、摩擦、腐蚀、振动和超负荷等工作状况下进行长时间的连续作业，导致大量粉尘颗粒、水汽和有害气体入侵机械设备的金属材料，而又不无法及时进行清洁与润滑，导致金属材料磨损的发生。并且，当金属材料的磨损超过额定限度时，就会破坏机械设备零件间的相互配合，降低甚至破坏机械设备的工作性能，影响机械设备使用的安全可靠性，导致机械设备各种故障的发生，不仅减少了机械设备的使用寿命，更为工程施工埋下了诸多不安全因素和隐患。2金属材料磨损失效的基本形式要想解决金属材料的磨损失效问题，避免或消除金属材料磨损失效带来的危害，就必须对金属材料的磨损形式进行分析研究，了解金属材料的磨损机理，找出防止或抑制金属材料磨损的解决对策。通常情况下，金属材料的磨损失效主要有磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种基本形式。2.1磨粒磨损。磨粒磨损是金属材料磨损的最常见形式，在金属材料磨损失效中所占比例很大。我们可以按照磨粒磨损中金属材料摩擦表面所承受的应力和冲击力，将其分为凿屑式磨损、碾碎式磨损和擦伤式磨损三种主要形式。凿屑式磨损就是在磨粒和金属材料产生高应力的情况下，因产生的切削力而导致金属材料表面金属屑的分离；碾碎式磨损是针对硬度较小的磨粒而言，虽然不会压碎，但是会导致金属材料表面的划伤，导致沟槽和凹坑的出现；擦伤式磨损是指磨粒在低应力的作用下对金属材料表面造成的擦伤式划痕。磨粒磨损主要是因为外界硬质颗粒或者零件表面的硬质突起物在金属零件相互作用的过程中因为运动摩擦而引起金属材料的破坏，如金属材料表面脱落或塑性变形、磨屑磨损等。其磨损机理有：微切屑机理、疲劳破坏机理、压痕破坏机理（前三种针对韧性材料而言）和断裂破坏机理（主要针对脆性材料而言）。2.2黏着磨损。黏着磨损就是指在相对滑动的金属材料表面，由于超负载或润滑不良而使接触点的应力加大，导致金属材料表面的急剧升温和塑性变形，致使金属材料的表面金属熔化却又迅速冷却，造成金属材料局部表面的固相焊合，然后又在金属材料表面相对滑动时，由于切向力的作用而导致黏接点被剪切，周而往复，就会破坏金属材料的摩擦表面，引起金属材料磨屑的形成。通常情况下，黏着磨损与相对滑动距离、负载成正比，与硬度成反比。2.3疲劳磨损。疲劳磨损就是指在金属材料摩擦副表面相对运动时，因其未提及受到周期负荷的影响，而引起较大的交变接触应力，在重复循环变形的作用下，导致金属材料超过其疲劳强度而形成金属材料表面裂纹、脱落、凹坑、点蚀等失效问题。摩擦学认为疲劳磨损的产生是因为金属材料受到了周期负载而重复变形，导致其表面硬化及塑像变形，造成其表面裂纹的出现并不断扩展；弹性力学认为金属材料疲劳磨损发生损坏的特征是金属材料表面裂纹由小麻点发展为大麻斑。2.4腐蚀磨损。腐蚀磨损就是指金属材料的摩擦表面与周围介质发生化学或电化学反应，在这种相互作用下生成腐蚀物，而又在接下来的摩擦中将这些腐蚀物磨损，如此循环往复的腐蚀磨损金属材料，造成金属材料腐蚀磨损的加剧。其主要特点是，在金属材料磨损的过程中先出现化学腐蚀，后进行机械磨粒磨损，兼有腐蚀和磨损两种形式。2.5微动磨损。微动磨损就是指在宏观相对固定的金属材料摩擦副材料的配合表面之间，由于周围环境因素所带来的零件接触面产生微小振幅的相对震动而形成的磨损。其实质上是先在金属材料结合面上发生黏着磨损，由于不容易排出的磨屑留在摩擦表面上作为磨粒，又再次进行了磨粒磨损，从而加剧了金属材料的磨损失效。3金属材料磨损失效的防护措施3.1合理选择抗磨性金属材料。根据以上金属材料磨损失效的分析，金属材料的表面形态和自身性能对磨损失效的影响很大，需要本着适用性、可得性和经济性的原则，根据所处工况环境来选择强韧性和抗磨性的金属材料。另外，还可以通过表面强化等技术措施，如表面渗碳等方式，提高金属材料表面的硬度，使其强于磨料硬度，从而增强其耐磨性。3.2改善金属材料表面和结构。金属材料的表面特征对磨损的影响很大，需要改善其摩擦表面的光洁程度，对接触表面的尺寸、外形等都进行合理设计和科学加工，避免粗糙带来的磨损加剧。另外，金属材料的磨损失效受其结构影响也很大，如配合接触方式等，因此，我们需要向着力的作用方向对金属材料与磨料的接触状态进行有效改善。3.3提供优良的机械设备工作环境。要尽可能地改善机械设备在高温、重载、摩擦、振动、高速等不良工况下的长时间连续作业情况，减少空气中粉尘颗粒和水汽等对金属材料的入侵，防止各种酸碱性化学物质的浸入，为机械设备提供优良的工作环境，防止金属材料的磨损失效，增强其使用性。3.4及时对金属材料润滑保养。最后，还需要本着经济可行的原则，及时对金属材料进行润滑和保养，适时对其进行维修，保证金属材料的可靠性，提高机械设备的使用寿命。4结束语综上所述，金属材料的磨损失效直接影响了金属材料的使用可靠性。我们需要认真分析金属材料磨损失效的基本形式和具体机理，采用表面处理、合理选材等防护措施，使金属材料日益朝着抗磨性的生产标准进行改进，不断研发耐磨金属材料新产品和新工艺，最大可能地减低金属材料磨损失效的发生，增强机械设备的使用寿命，提高工业企业的经济效益。学号：118003姓名：方迪电话：[phone]