试论如何减少材料的磨损(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04
确定了磨损失效的模式并不等于找到了导致磨损失效的原因,这是由于材料的磨损特性并不仅仅由摩擦副材料所决定,而是整个摩擦学系统的性质。材料的磨损过程往往是多因素共同作用的系统过程和动态过程,有其特殊性和复杂性。影响材料磨损性能的各种因素包括:①摩擦副材料(包括材质和表面处理);②润滑技术(包括润滑剂和润滑方式);③环境条件(包括温度、气氛和介质);④摩擦条件(包括接触形式、运动形式、负荷以及速度);⑤结构设计;⑥润滑管理。对一个具体的磨损失效问题而言,如何透过现象看本质,在上述诸多影响因素中,找到起主导作用的因素,并提出合理的预防应对措施,是解决问题的难点和关键所在。
4. 材料失效的预防
我们应针对具体的磨损失效问题,收集已磨损报废的零件及其磨屑,并进一步查明该部件的摩擦工况,包括摩擦副的接触形式、运动形式、载荷、速度、介质、温度、湿度、润滑方式以及润滑剂种类等,确定润滑剂有无变质并检查润滑系统的工作情况,了解失效发生时设备的使用情况及日常维护保养情况。在充分掌握情况的基础上,应对磨损失效表面和磨屑进行仔细分析,检查磨损失效前后表面形貌和硬度等物理机械性能的变化,根据表面磨损特征和磨屑形状判定磨损失效模式,确定失效是由外界偶然因素(如不期而至的磨粒或杂物、冲击负载、断油等)引起的突发过程还是在设计工况条件下运行后的累计结果。对于后者,还需对磨损次表层进行分析,了解裂纹的形成部位及扩展方向,并由此确定磨损的发生和发展过程。对于有可能发生化学腐蚀磨损的部件,则需要对磨损失效表面和磨屑进行化学分析。如有必要,还应进行零件磨损失效的模拟试验。只有认真获取上述信息,并进一步结合失效零件摩擦学设计的合理性进行综合分析,才能对导致磨损失效的过程本质和主要原因有深入的认识;在此基础上,才有可能为磨损失效的预防提出合理的改进措施。一般而言,除了外界因素、设备管理和润滑剂变质等非设计因素之外,引起机械零部件磨损失效的设计和工艺方面的原因主要有:①摩擦副材料或表面处理(含热处理)工艺选择不当;②零件的摩擦学结构设计(含润滑系统)不合理;③零件的加工或安装精度未达到要求。
对于磨损材料失效的分析和预防对我们国家整个国民建设都有着至关重要的作用。我们应该加大材料失效分析的力度,推进耐磨材料的进一步研究。
参考文献
[1] 钟群鹏,田永江. 失效分析基础. 北京:机械工业出版社,1989.
[2] 张剑锋,周志芳.摩擦磨损与抗磨技术[M].天津:天津科技翻译出版公司,1993.
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