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根据磨损形式选择耐磨涂层材料

发布日期: 2018-03-29 10:43:24 点击量:
信息摘要:
磨损是零件失效的重要形式之一,耐磨涂层的应用具有重要的工程意义。在生产加工中,我们要根据磨损形式选择耐磨涂层材料。下面,首先介绍几种常见的磨损类型。

  磨损是零件失效的重要形式之一,耐磨涂层的应用具有重要的工程意义。磨损本身非常复杂,存在多种磨损类型,而且随着工况,诸如载荷、速度、温度、介质条件(有无润滑〉,摩擦表面的性质等的变化,都会使磨损类型发生改变,从而影响磨损的特征与机制。在生产加工中,我们要根据磨损形式选择耐磨涂层材料。下面,首先介绍几种常见的磨损类型。

  磨损是相互接触并作相对运动的物体由于机械、物理和化学作用,造成物体表面材料的位移及分离,使表面形状、尺寸、组织及性能发生变化的过程。耐磨涂层可以有效防止磨损,延长机械使用寿命。

耐磨涂层材料

  (1)磨料磨损

  磨料磨损是指硬的磨(颗)粒或硬的凸出物在与摩擦表面相互运动过程中,使材料表面损耗的一种现象或过程。硬颗粒或凸出物一般为非金属材料,如石英砂、矿石等,也可能是金属,如落入齿轮间的金属屑等。磨料磨损受磨粒的尺寸与几何形状、磨粒的硬度等因素的影响。

  (2)粘着磨损

  相对运动物体的真实接触面积上发生固相粘着,使材料从一个表面转移到另一表面的现象,也称咬合(胶合)磨损。根据摩擦副之间发生粘着以后,在剪切应力作用下发生的破坏形式,粘着磨损分为涂抹、擦伤、撕脱、咬死四种类型。粘着磨损主要受材料的特性(晶体结构、组织结构、硬度等)和工作环境的影响。

  (3)冲蚀磨损

  流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。冲蚀磨损的松散颗粒一般小于1000μm,冲击速度在550m/s内。超过这个范围出现的破坏通常称外来物损伤。冲蚀包括喷砂式冲蚀,雨蚀、水滴冲蚀,泥浆冲蚀和气蚀四种类型。冲蚀磨损受到冲击粒子的硬度、速度、攻角、冲蚀时间和环境温度等因素的影响。

陶瓷耐磨涂层

  (4)腐蚀磨损

  两物体表面产生摩擦时,工作环境中的介质如液体、气体或者润滑剂等,与材料表面起化学反应或电化学反应,形成腐蚀产物,这些产物往往粘附不牢,在摩擦过程中剥落下来,其后新的表面又继续与介质发生反应。这种腐蚀和磨损的反复过程称为腐蚀磨损。腐蚀磨损包括化学腐蚀磨损和电化学腐蚀磨损两种类型。腐蚀磨损极为复杂,是材料受腐蚀和磨损的综合作用,对环境、温度、介质、滑动速度、载荷大小及润滑条件等极为敏感,稍有变化就可使腐蚀磨损发生很大变化。

  (5)疲劳磨损

  当两个接触体相对滚动或滑动时,在接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情况下,在表面层将引发裂纹并逐步扩展,最后使裂纹以上的材料断裂剥落下来的磨损过程称疲劳磨损。材质、载荷、润滑油膜厚度和环境等因素都会影响到疲劳磨损。

  (6)微动磨损

  两个配合面之间由一微小振幅的相对振动引起的表面损伤(包括材料损失、表面形貌变化、表面或亚表层塑性变形或出现裂纹等)。微动磨损可以分为两类:

  第一类是该构件原设计的两物体接触面是静止的,只是由于受到振动或交变应力作用,使两个匹配面之间产生微小的相对滑动,由此造成磨损。垂直负荷往往很大,因而滑动振幅较小,微动以受循环应力引起居多,损坏的主要危险是接触处产生微裂纹,降低构件的疲劳强度,其次才是因材料损失造成配合面松动,而松动又可能加速磨损和疲劳裂纹的扩展。

  第二类是各种运动副在停止运转时,由于环境振动而产生微振造成磨损。主要危害是0磨损造成表面粗糙和磨屑聚集使运动阻力增加或振动加大,严重时可咬死。

  耐磨涂层的材质有:陶瓷、合金、有机物,根据磨损形式选择耐磨涂层材料。

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