摩擦与磨损全课件第4章-磨损1.ppt

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1、摩擦与磨损第四章磨损（1）8/22/20211/51主要内容4.1概述4.2粘着磨损4.3磨料磨损4.4疲劳磨损4.5腐蚀磨损4.6气蚀4.7微动磨损8/22/202124.1概述磨损定义：磨损是物体相对接触表面间产生相对运动，从而造成表面材料损失的结果。8/22/20213磨损的二重性通常情况下摩擦是一种有害的现象，应当尽量减少摩擦；但摩擦有时又是有利的，需要加以利用或设法增加摩擦。由于磨损伴随摩擦而产生，因此也具有二重性。通常情况下，磨损是有害的，因为：降低机械效率；降低零件的精度；产生噪声和振动；缩短机器使用寿命；特别在现代工业自动化、连续化的生产中，

2、某一零件的磨损失效就会影响全线的生产。8/22/20214但磨损也有它有益的一面：如研磨、超声波加工中，降低零件的表面粗糙度。在机器零件“磨合”过程中，人们往往采用合理的磨合规范，通过加速磨损来缩短“磨合”阶段。去除零件或物体的多余部分。磨削等。8/22/20215存在问题磨损过程存在各种机械、物理和化学作用。虽然对磨损机理进行了大量的研究，但至今不能像摩擦那样建立比较公认的、定性和定量的结论和定律。大多数金属材料的摩擦系数都在0.1-1.0之间，而磨损率变化范围却很大。对于摩擦与磨损的关系，普遍认为摩擦系数大磨损就大，而事实并非如此。8/22/20216分

3、类根据磨损破坏机理和特征，磨损形式一般可分为五类:①粘着磨损;②磨料磨损;③表面疲劳磨损;④腐蚀磨损;⑤微动磨损。8/22/20217耐磨性是材料抵抗磨损的一个性能指标，可用磨损量的倒数来表示。磨损量的表示方法:线磨损：以摩擦表面法向尺寸减少量来计量。也可以用线磨损率KL表示，即单位相对滑动距离的摩擦表面法向尺寸减少量。体积磨损：以摩擦表面体积减少量来计量。也可以用体积磨损率KV表示，即单位相对滑动距离摩擦表面体积减少量。重量（质量）磨损：以材料磨损过程中的重量（质量）损失来计量。也可以用重量磨损率KG表示，即单位相对滑动距离与单位表观接触面积的重量（质量）

4、减少量。通过称重法测定。磨损量的表示方法8/22/20218比磨损率：单位相对滑动距离和单位法向载荷下的体积磨损量。相对磨损率：试件材料磨损率与标准材料在相同条件下的磨损率之比；相对耐磨性：标准材料与试件磨损量之比；磨损系数K：摩擦副材料的体积磨损和软材料屈服极限之乘积与摩擦功（滑移距离与载荷之乘积）之比。8/22/20219图4–1磨损过程曲线机械零件的正常磨损过程一般可大致分为三个阶段：8/22/2021101、磨合(跑合)阶段磨合是磨损过程的不均匀阶段，这时由于表面形貌发生变化，表面微凸体相互剧烈碰撞的几率逐渐减少。在磨合期，系统处于自适应过程，它的特

5、征是磨损率很大。由于起初摩擦表面只有少数粗糙微凸体发生摩擦接触，实际接触面积小，接触应力大，使表面粗糙微凸体发生剧烈破坏、压碎和塑性变形，同时表面发生冷作硬化。表面通过自适应过程逐渐向弹性状态过渡，表面逐渐"磨平"，实际接触面积逐渐增大，磨损速度减缓而进入稳定磨损阶段。8/22/202111图4-2磨合前、后表面粗糙度的变化情况1—磨合前；2—磨合后8/22/2021122、稳定磨损阶段磨合的结果，摩擦系统获得了相对稳定的特性。特点是磨损率很小，摩擦学过程保持不变。因前期磨合阶段表层经受很高的比压、热效应和薄层塑性变形及冷作硬化，从而建立起弹性接触条件。表层

6、的塑性变形使空气中的氧气向金属内部溶解和扩散，在金属表面形成FeO，Fe2O3和Fe3O4固体覆盖膜。极压添加剂等物质也会与表面起化学反应形成固体覆盖膜。如果膜的形成速度等于或稍大于破坏速度，则主要产生磨损率极小的氧化磨损(腐蚀磨损)。8/22/2021133、"急剧"磨损阶段在长时间的稳定磨损阶段后，当材料的磨损总量达到一定值时，摩擦系统的状态会发生质的转变，摩擦现象也发生重大变化。特点：磨损随时间迅速增长，导致系统突然损坏而失效。原因：表面出现疲劳裂纹，相互交连、成片剥离，导致急剧磨损。属疲劳磨损。表面持油能力下降，流体油膜难以形成，导致金属与金属直接接

7、触，造成金属的剧烈粘着磨损。磨料磨损也引起急剧磨损。也可能是一种主要磨损形式同时伴随其他磨损形式的综合作用结果。在急剧磨损中，磨屑颗粒的尺寸可达上百微米以上，对于相同金属摩擦副，磨粒尺寸会更大。8/22/202114如果磨合阶段的磨合规范、程序和润滑剂选择不当，不仅会延长磨合期，甚至使正常磨损遭到破坏。如，由于磨合开始的载荷过大，加之选用了差的润滑剂，粗糙的表面由于金属与金属直接接触造成严重的塑性变形而导致剧烈粘着磨损，如曲线②所示。有时，在稳定磨损阶段，由于温度上升或接触面积、载荷和滑动速度变化，使得流体膜润滑状态转变，正常磨损曲线①转向曲线③。当摩擦表面

8、溶解的氧或极压添加剂等与表面起反应形成固体覆盖膜的速