摩擦磨損測試及考核評價方式

2024年2月23日發(作者：明鏡高懸)

摩擦磨損測試及考核評價方式

一、磨損

1.1磨損定義

磨損是指摩擦副相對運動時，表面物質不斷損失或產生殘余變形的現象。表面物質運動主要包括機械運動、化學作用和熱作用：(1)機械作用使摩擦表面發生物質損失及摩擦表面的物理變形；（2）化學作用使摩擦表面發生性狀改變；熱作用是摩擦表面發生形狀改變。典型的磨損曲線通常由三部分組成，如圖1.1所示。

磨損量

時間

圖1.1 磨損曲線示意圖

磨合階段：磨損量隨時間的增加而增加。發生在初始運動階段，由于表面存在粗糙度，微凸體接觸面積小，接觸應力大，磨損速度較快。

穩定磨損階段：摩擦表面磨合后達到穩定狀態磨損率保持不變。穩定磨損階段標志磨損條件保持相對穩定，是零件整個壽命范圍內的工作過程。

劇烈磨損階段：工作條件惡化，磨損量急劇增大。該階段內零件精度降低、間隙增大，溫度升高，產生沖擊、振動和噪聲，最終導致零部件完全失效。

1.2磨損種類

按磨損的破壞機理，通常把磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損五種。

（1）粘著磨損

當摩擦副相對滑動時, 由于粘著效應所形成結點發生剪切斷裂，被剪切的材料或脫落成磨屑，或由一個表面遷移到另一個表面，此類磨損稱為粘著磨損。粘著磨損再細分還有輕微磨損、涂抹、擦傷、劃傷和咬死五種。

圖1.1 粘著磨損機理

（2）磨料磨損

外來的硬料介質進入摩擦副，或摩擦副一個表面比另一個表面硬，在較硬表面上存在的微凸體，在摩擦過程中對較軟表面犁溝或拉槽，引起表面材料的脫落，這種現象叫做磨料磨損。磨料磨損是一種最常見的磨損，按照磨損機理還可細分為微觀切削、擠壓剝落和疲勞破壞三小類。

圖1.2 二體/三體磨粒磨損機理

（3）化學磨損

化學磨損是在摩擦促進作用下，摩擦副的一方或雙方與中間物質或環境介質中的某些成分發生化學或電化學作用，造成表面材料損失的過程。分為氧化磨損與特殊介質腐蝕磨損兩類。

圖1.3 化學磨損機理

（4）疲勞磨損

摩擦接觸表面在交變接觸壓應力作用下，材料表面因疲勞損傷而引起表面脫落的現象。疲勞磨損有兩種基本類型，宏觀疲勞磨損和微觀疲勞磨損。宏觀疲勞磨損主要是指兩個相互滾動或滾動兼滑動的摩擦表面，在循環變化的接觸應力作用下，材料疲勞而發生脫落的現象；微觀疲勞磨損是滑動接觸表面由于微凸體相互接觸使材料發生疲勞而引起的機械磨損現象。此外，疲勞磨損的破壞機理又分為麻點剝落、淺層剝落、深層剝落。

圖1.4 疲勞磨損機理