《粘着磨损》PPT课件.ppt

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1、第六章粘着磨损（AdhesiveWear）一、概述1.定义摩擦副表面相对滑动时，由于粘着效应所形成的粘着结点发生剪切和断裂，被剪切的材料脱落成磨屑，或由一个表面迁移到另一个表面的现象称为粘着磨损。2.粘着磨损的分类根据粘结点的强度和破坏位置不同，粘着磨损有几种不同的形式，从轻微磨损到破坏性严重的胶合磨损。它们的磨损形式、摩擦系数和磨损度虽然不同，但共同的特征是出现材料迁移，沿滑动方向形成程度不同的划痕。（1）轻微粘着磨损粘结点的强度低于摩擦副两金属的强度时，剪切发生在结合面上。此时，虽然摩擦系数增大，

2、但是磨损却很小，材料迁移也不显著。粘结点的强度高于摩擦副中较软金属的强度时，破坏将发生在离结合面不远处的软金属表层内，软金属粘附在硬金属表面上。其摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度加剧。（2）一般粘着磨损（涂抹）（3）擦伤磨损粘结点的强度高于两金属材料强度时，剪切破坏主要发生在软金属表层内，有时也发生在硬金属表层内。迁移到硬金属上的粘着物又会使软金属表面被划伤，擦伤主要发生在软金属表面。（4）胶合磨损粘结点的强度比两金属的剪切强度高得多，而且粘结点面积较大时，剪切破坏发生在一个或两个金属表层较深的地

3、方。两表面都出现严重磨损，甚至使摩擦副之间咬死而不能相对滑动。二、粘着磨损的机理实际接触面积：表观面积的0.01～0.1%；表面压力：5000Mpa；瞬时温度：1000℃，持续几毫秒。润滑油膜、吸附膜或其他膜都将发生破裂，使接触峰顶产生粘着，随后，在滑动中粘着点又被破坏。就形成粘着——破坏——再粘着的交替过程。形成粘着原因的几种说法：Bowden等人认为粘着是接触峰顶的塑性变形和瞬时高温使材料熔化而产生的焊合；苏联人认为粘着是冷焊的作用，不必达到熔化温度即可形成结点；也有人认为粘着是摩擦表面分子的作用

4、。共同的看法：粘着现象必须在一定的压力和温度条件下才会发生。粘着磨损的计算模型：每个粘结点的载荷滑动2a距离的体积磨损量磨损体积1953年Archard提出的模型ks—粘着磨损常数影响粘着磨损常数ks的因素：摩擦类型；润滑情况；Archard计算模型的不足之处在于：完全忽略了金属变形的物理特性及有关材料学的变化；在数学表达式中使用了一些假设，有些过于粗糙，不尽合理；对不同条件下的金属磨损过程没能提供确切的说明。摩擦温度；滑动距离。Holn模型木村模型笹田·直模型Bucky模型三、胶合计算准则判断胶合发

5、生的观点表面形貌；摩擦温度达到临界值作为判据；摩擦系数突然增大并大幅度变化。胶合磨损的发生不仅取决于润滑油膜的破裂，而且与摩擦表面上化学反应膜的形成情况有关。樊瑜瑾等人通过测量摩擦过程中表面温度、摩擦力和油膜的变化以及表面反应膜的形成情况，探讨了油润滑下GCr15与45号钢发生胶合的条件。实验表明：滑动速度对胶合的发生有很大影响。在较低速度下，油膜破裂后能够生成化学反应膜防止胶合发生，只有当表面温度过高，使反应膜失效后才会发生胶合。在中等速度下，油膜破裂后能够生成化学反应膜，此时胶合发生是由于反应膜的

6、磨损率大于它的生成速率引起的。在较高的速度下，一旦油膜破裂很难形成化学反应膜，立即发生胶合，胶合前的温度和摩擦力都较低。1.pmaxvs≤c准则1953年，美国Almen提出的准则pmax—Hertz最大应力；vs—相对滑动速度；c—实验常数。用于初步计算计算结果比较粗略，数据离散达到50％。通常高速重载和润滑不良的摩擦副易发生胶合磨损，目前提出的各种胶合计算准则尚属半经验计算，缺少足够而准确的数据，因此还不能有效地普遍应用。1963年，Borsoff等人提出的准则指数n的数据从－l到2取值。3.瞬时

7、温度准则1980年Wilson提出齿轮胶合磨损中齿面温度的分布和变化。准则Block认为胶合的产生是由于表面局部瞬时温度达到临界值引起的，并提出判断准则②Akin就钢表面线接触摩擦副提出的简化式①Block推导线接触摩擦副瞬时温升公式胶合临界温度表面本体温度局部瞬时温升实践证明：瞬时温度准则与指数型准则所得的计算结果十分相近。在高速滑动条件下，瞬时温度准则相当于n＝2／3时的指数型准则。临界温度未淬火钢齿轮：淬火钢齿轮：普通矿物油润滑：接近润滑油的蒸发温度。定义：齿轮表面上的点通过齿面接触区所需的时间

8、胶合发生时，有如下关系4.胶合因子准则单位长度载荷pe>>c时，可以忽略c，此时的计算结果与指数型准则相近似。四、影响粘着磨损的因素1.摩擦副材料特性的影响①材料脆性程度的影响脆性材料抗粘着磨损的能力比塑性材料高。塑性塑性流动最大切应力表面下一定深度脆性剥落最大正应力表面磨痕深度深磨屑易堆积磨痕深度浅磨屑易脱落材料塑性越高，粘着磨损越严重②互溶性的影响互溶性大的摩擦副抗粘着磨损能力弱；互溶性小的摩擦副抗粘着磨损能力高；B族元素与铁生成摩擦副的粘着倾向小；