材科的摩擦磨损防护ppt课件.ppt

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1、前言任何机器运转时，相互接触的零件之间都将因相对运动而产生摩擦，而磨损正是由于摩擦产生的结果。由于磨损，将造成表层材料的损耗，零件尺寸发生变化，直接影响了零件的使用寿命。材料的摩擦、磨损防护一固体的表面特点与表面的相互接触1固体表面的几何形状（1）表面形状偏差（2）表面波纹度（3）表面粗糙度2材料表面的组织结构及力学性质材料表面的组织结构（1）污染层（2）吸附层（3）氧化层（4）变形层3．固体表面的相互接触当两个粗糙物体表面在法向载荷的作用下贴紧时，最先进入接触的是表面上最高的微凸体，随着载荷的增加，

2、接触微凸体的变形增大，表面上接触微凸体的数目增多，两表面的接触面积增大。二、摩擦摩擦：两个接触的物体相互运动过程中所发生的阻力，摩擦的大小一般用摩擦系数表示。两条摩擦定律:即摩擦系数与名义接触面积无关；摩擦力和载荷成正比分类：固体表面摩擦按摩擦副的运动形式可分为滑动摩擦和滚动摩擦；按摩擦副的运动状分为干摩擦、流体摩擦、边界摩擦和混合摩擦.(1)干摩擦：常用于表示名义上无润滑的摩擦.一般发生在制动器、摩擦传动及纺织、食品化工机械的部件。这些摩擦中，考虑到污染和安全问题，不允许使用润滑剂.(2)边界润滑摩

3、擦：相对运动的两表面被很薄的润滑膜隔开，边界膜的存在可使摩擦系数降低，并使表面磨损显著减少。〔3)流体润滑摩擦：摩擦表面完全被润滑膜隔开。靠润滑膜的压力平衡外载荷，在流体润滑中、摩擦阻力取决于润滑剂的内摩擦(粘度)，这种摩擦状态具有最小的摩擦系数，在节能、延长寿命和减少磨损等方面作用显著.(4)混合摩擦：介于上述各摩擦之间，即接触表面间同时出现干摩擦、边界摩檫和流体润滑摩擦的—种混合摩擦状态。这是生产实际中最常见的—种摩擦状态.三、磨损1相互运动的两个物体，由于表面的接触并发生相对运动而不断损失的现象

4、称为磨损.磨损过程中摩擦表面的变化：（1）表面微裂纹的生成及其破坏作用（2）化学反应过程（3）润滑剂的作用（4）摩擦表面间材料的转移2磨损的分类〔1)疲劳磨损：疲劳磨损也称为接触疲劳磨损其基本原理为：两表面在相村滚动或滑动过径中，在外载荷引起的交变接触应力作用下，使裂纹在被磨面的表面或次表面形成、扩展并连通。最后剥离下来，形成点蚀或剥落例如：具有润滑的轴承、齿轮与凸轮长期使用后，摩擦副表面发生接触疲劳磨损，在磨损表面出现麻点与剥落。接触疲劳是工件(如齿轮、滚动轴承，钢轨和轮箍，凿岩机活塞和钎尾的打击端

5、部等)表面在接触压应力的长期不断反复作用下引起的一种表面疲劳破坏现象，表现为接触表面出现许多针状或痘状的凹坑，称为麻点，也叫点蚀或麻点磨损。有的凹坑很深，呈“贝壳”状，有疲劳裂纹发展线的痕迹存在。在刚出现少数麻点时，一般仍能继续工作，但随着工作时间的延续，麻点剥落现象将不断增多和扩大，例如齿轮，此时啮合情况恶化，磨损加剧，发生较大的附加冲击力，噪声增大，甚至引起齿根折断。(2)粘着磨损：粘着磨损是指两个相对运动的表面发生相互焊合，在相互运动过程中焊合表面产生撕裂而发生的磨损。其基本过程为：两个相对运动

6、的表面在摩擦力作用下，表面层发生塑性变形．表面的氧化膜或污染膜被破坏，露出新鲜表面而发生焊合、当外力大干焊点的强度时，焊点将被剪断，若剪切正好发生在接触表面，将不会发生磨损，而大多数剪切发生在强度较低方的表面层，形成“材料转移”。在以后的摩擦过程巾，转移(粘着)物将从表面脱落下来形成磨屑。粘着磨损主要是微凸体接触区域受损引起的，通常发生在重载、高速．特别是产生大量摩擦热的运动副中。过载及润滑不良的轴承、齿轮等常发生粘着磨损阿查德(Archard)提出粘着摩损模型，得出了粘着摩损规律的表达式。磨损率为阿

7、查德公式说明，粘着磨损所造成的体积磨损量和载荷及滑动距离成正比，与材料的硬度成反比。式中K称为粘着磨损系数，决定于摩擦条件和摩擦副材料。当压力不超过钢的硬度的1/3时，实验证明这一公式所表示的规律是正确的，磨损与载荷成正比，K/H保持不变；但超过钢的屈服强度时，K值急剧增大，磨损也急剧增大，结果造成大面积的焊合和咬死。此时整个表面发生塑性变形，接触面积不再与载荷成正比。影响粘着磨损的因素(1)脆性材料的抗粘着磨损能力比塑性材料高。(2)金属性质越是相近的，构成摩擦副时粘着磨损也越严重。反之，金属间互溶

8、程度越小，晶体结构不同，原子尺寸差别较大，形成化合物倾向较大的金属，构成摩擦副时粘着磨损就较轻微。滑动轴承就是这样的例子，选用淬火钢轴与锡基或铝基轴瓦配对。在受力较小时，选用金属与塑料配对都能减小粘着磨损。(3)通过表面化学热处理，如渗硫、硫氮共渗、磷化、软氮化等热处理工艺，使表面生成一化合物薄膜，或为硫化物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系数减小，起到减磨作用也减小粘着磨损。(4)改善润滑条件，如在润滑油中添加极压剂。(5)粘着磨损严重时表现为胶合。粘着