談機(jī)械零件的磨損特點(diǎn)與預(yù)防措施

張煥琴

摘 要：磨損是機(jī)械零件表面損傷最主要的失效形式，分析了機(jī)械零件的磨損特點(diǎn)，提出了預(yù)防和減少磨損的措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；磨損特點(diǎn)；預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.032

零件是組成機(jī)器的最小單元，零件表面損傷失效，如零件的尺寸、形狀、表面質(zhì)量和材料性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，必然導(dǎo)致機(jī)器性能變壞，產(chǎn)生故障，使機(jī)器不能進(jìn)行正常的作業(yè)。機(jī)械零件表面損傷失效是比較常見的，有磨損、疲勞、腐蝕、變形等，造成零件尺寸變化超過(guò)了允許值，或造成零件表面損傷而失效，其中磨損是表面損傷最主要的失效形式。如果我們掌握零件的磨損規(guī)律，適當(dāng)?shù)夭扇∠鄳?yīng)的措施，可以降低零件的磨損速度，從而提高機(jī)器的耐久性和可靠性。因此，研究機(jī)械零件的磨損情況，對(duì)延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命具有重要意義。

1 零件的磨損

機(jī)器工作時(shí)，動(dòng)配合副（或稱為摩擦副）其工作表面由于相互接觸面之間的摩擦作用，使零件表面逐漸磨耗，其尺寸及幾何形狀逐漸變化，變化量增長(zhǎng)到配合副的工作出現(xiàn)異常，這就是零件已經(jīng)磨損的具體表現(xiàn)。常見的磨損可分為四種。

1.1 磨粒磨損

摩擦面間存在的磨粒類似金屬磨削過(guò)程的磨損，叫做磨粒磨損。 機(jī)器的負(fù)荷和速度越高，磨損的強(qiáng)度越高。零件的機(jī)械性能好，表面硬度和粗糙度好時(shí)，抵抗磨粒磨損的能力也強(qiáng)。

1.2 抓粘磨損

零件之間發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果摩擦表面某些接觸處壓力過(guò)大，潤(rùn)滑油膜擠破，由于高溫使接觸表面熔焊在一起，一般稱為抓粘。在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，熔焊在一起的部分又被撕開，產(chǎn)生零件表面的破壞，稱為抓粘磨損。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)器在正常狀態(tài)下工作，不易產(chǎn)生抓粘磨損，產(chǎn)生抓粘磨損的典型件是缸套和活塞，一般說(shuō)的拉缸就是其中的一種。拉缸一般是新車或大修后的車容易發(fā)生。抓粘磨損的產(chǎn)生，取決于材料的塑性（塑性愈大愈容易產(chǎn)生抓粘）、工作條件（如工作溫度、壓力、摩擦速度、潤(rùn)滑條件等）和配合件的表面粗糙度。抓粘磨損造成零件的損壞是相當(dāng)嚴(yán)重的，應(yīng)盡量避免。

1.3 腐蝕磨損

由于在摩擦表面存在化學(xué)腐蝕介質(zhì)（氧及酸性物質(zhì)）而引起的零件表面磨損，稱為腐蝕磨損。腐蝕是由于金屬和外部介質(zhì)起的化學(xué)或電化學(xué)作用而造成的。腐蝕按性質(zhì)可分為兩類：一是化學(xué)腐蝕，它是金屬與外部介質(zhì)直接起化學(xué)作用，不產(chǎn)生電流，腐蝕的產(chǎn)物常直接生成于發(fā)生反應(yīng)的地方；二是電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕必須具有電解液和電位差兩個(gè)條件。一般機(jī)器的零件用合金材料制成的比較多，所用的材料不是由單一元素構(gòu)成的。在一個(gè)零件上，有不同金屬，就容易產(chǎn)生電位差，如果周圍潮濕或有水蒸氣存在，就構(gòu)成了有電解液的條件，一般零件上生有鐵銹，就是電化學(xué)腐蝕的結(jié)果?；瘜W(xué)腐蝕常伴隨摩擦過(guò)程而存在。金屬零件表面氧化是普遍存在的。在氧化過(guò)程中，氧的擴(kuò)散與金屬的塑性變形是互相促進(jìn)的。氧化腐蝕磨損與其它磨損過(guò)程比較，是一種較為緩慢的過(guò)程，零件表層形成一層氧化膜能起保護(hù)作用。

1.4 麻點(diǎn)磨損

齒輪、滾動(dòng)軸承等進(jìn)行滾動(dòng)摩擦的零件表面，由于疲勞剝落而形成小凹坑狀的磨損，稱為麻點(diǎn)磨損。一般齒輪從發(fā)生麻點(diǎn)磨損到全部破壞，還可以用幾百個(gè)小時(shí)，才能達(dá)到不能使用的程度。

機(jī)器上有很多零件是由于產(chǎn)生麻點(diǎn)磨損，使零件的抗疲勞降低，從而導(dǎo)致疲勞損壞。麻點(diǎn)損壞的特征，首先產(chǎn)生微觀裂紋，在潤(rùn)滑油油楔的作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而加速裂紋的擴(kuò)大，最后使表層金屬剝落形成凹坑（麻點(diǎn)）。麻點(diǎn)磨損的速度與材料的機(jī)械性質(zhì)、接觸面的單位壓力及載荷循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。容易產(chǎn)生塑性變形的材料，接觸面單位壓力越大，循環(huán)次數(shù)越多，越容易造成麻點(diǎn)損壞。

2 減少磨損的措施

2.1 減少磨粒磨損的措施

（1）主要是要阻止磨粒進(jìn)入摩擦副之間。在機(jī)器進(jìn)行拆卸修理或換件維修時(shí)，要注意選擇潔凈的場(chǎng)所進(jìn)行。為避免和減輕車輛零件的磨粒磨損，在修理過(guò)程中應(yīng)特別注意燃油、空氣和潤(rùn)滑油的濾清程度，裝配時(shí)要認(rèn)真清洗零件，嚴(yán)防帶入金屬屑。（2）可對(duì)易發(fā)生磨損的機(jī)械零件進(jìn)行表面改性處理，如激光、淬火、鍍鉻、滲碳、滲氮等，可以提高零件的表面硬度，減少零件的磨料磨損。

2.2 減少抓粘磨損的措施

（1）保證兩摩擦表面間具有易剪切的薄膜。潤(rùn)滑油能以油膜的形式吸附在任何形狀的摩擦表面上，并能滲透到摩擦表面的顯微孔隙中儲(chǔ)存，因此油膜能承受很大的工作壓力而不破壞，要求潤(rùn)滑油必須有合適的黏度。（2）正確選擇合適的摩擦副配對(duì)材料。選擇互溶性小的材料配對(duì)組成摩擦副，粘著傾向小，不易發(fā)生粘著磨損。另外，可以對(duì)零件進(jìn)行表面改性處理，如電鍍、表面化學(xué)處理、表面熱處理等，使摩擦面生成互溶性很小的保護(hù)層，也能有效防止粘著磨損的發(fā)生。

2.3 減少腐蝕磨損的措施

對(duì)易發(fā)生腐蝕磨損的零件進(jìn)行表面改性處理，通過(guò)鍍鉻、鍍錫、覆蓋油漆、塑料非金屬層、激光熔覆等，獲得防腐蝕保護(hù)層，或通過(guò)零件發(fā)藍(lán)、磷化等工藝，在零件表面生成一層致密的保護(hù)膜，可減緩零件的腐蝕磨損。

2.4 減少麻點(diǎn)磨損的措施

（1）提高零件表層材料的品質(zhì)，減少零件表面的缺陷，如軟點(diǎn)、拉溝、劃傷、凹坑和腐蝕坑等，這些地方都可能成為裂紋的發(fā)源地。（2）通過(guò)噴丸、激光表面沖擊、表面滲碳滲氮等表面改性工藝，使零件表面獲得殘余壓應(yīng)力，從而提高零件的抗麻點(diǎn)磨損能力。endprint