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什么是磨损,如何避免模具钢出现磨损
日期:2015/1/22 10:21:32    阅读:

两个相互接触的物体作相对运动必然会产生磨损,所以说磨损是不可能消除的,即使是摩擦副最大程度的润滑,也只能是最大限度的降低磨损的程度,所以对材料磨损性能的研究越来越受到国内外的重视。在实际生活中,根据磨损的不同机理将磨损机制主要分为以下几种:
⑴粘着磨损:即咬合磨损,在摩擦副进行相对运动时,由于凸凹面是以点接触为主,在一定载荷的作用下,接触点会发生塑性变形或剪切,破坏表面膜的连续性,又由于摩擦过程中接触表面产生的热量会慢慢积累,严重时会造成表层金属的软化或熔化,此时如果接触点出现粘着,在后续切向力作用下易于脱落,造成粘着磨损,粘着磨损的机理为:粘着-破坏-再粘着-再破坏的循环过程。一般根据粘着处强度与摩擦副材料强度的差异,可以将粘着磨损分为:轻微粘着磨损、一般粘磨损、擦伤磨损和胶合磨损。
⑵磨料磨损:即物质表面与硬质颗粒或凸凹物间相互摩擦所造成的材料迁移过程。磨料磨损是最常见的磨损形式,占整个工业生产磨损的 50%左右。目前,磨料磨损的机理主要有三种:
㈠微量切削假说:磨料磨损主要是通过磨料在材料表面发生微量切削,在相对滑动时形成犁沟,造成磨损。
㈡疲劳破坏假说:认为磨料磨损主要是由于磨粒在循环应力作用下使表面材料产生疲劳而剥落。
㈢压痕假说:对于塑性好,硬度不高的材料,磨粒易于在压力作用下压入材料表面,使材料产生裂痕,进而从表面挤压出剥落物。磨料磨损的分类有许多种,如根据磨粒与表面的位置来分,可以分为二体磨料磨损和三体磨料磨损;根据其受力情况,可以分为凿削式、低应力擦伤式和高应力碾碎式磨粒磨损。
磨料磨损的磨损量估算公式:HKPLtan软材料硬度系数接触压力相对滑动距离磨损量W其中的 θ 是突出部分的圆锥面与软材料表面的夹角。针对磨料磨损的塑性变形机制,莫尔(M.A.Moore)提出了修正,其塑性变形机制的修正式为: HLKKKSW123其中 W 为单位滑动距离的磨损量,S 为滑动距离,K1为磨屑形成总概率,K2为犁沟体积中磨削的平均比值,K3为磨粒形状系数,L 是载荷,H 是被磨材料的硬度。 由此可以看出,影响磨料磨损的因素有很多,包括:材料的性能,磨粒性能以及工作条件。材料的性能又包括材料的成分、力学性能和显微组织等。磨粒的性能包括了磨粒的大小、形状、硬度、状态和强度等。工作条件主要是指载荷大小和滑动距离等。
⑶疲劳磨损:指两接触面发生滚动或者滑动或者滚动—滑动复合运动时,由于接触区循环应力的长期作用从而引起的表面疲劳剥落现象。疲劳磨损分为宏观疲劳磨损和微观疲劳磨损。在滚动运动中,多发生的是宏观疲劳磨损,在滑动运动中多发生的是微观疲劳磨损。点蚀与剥落是疲劳磨损的最主要特点,点蚀裂纹萌发于表面并向内扩展,当二次裂纹再次扩展回表面时,即形成点蚀,其形貌多为深而小的凹坑和扇形的磨粒;剥落裂纹萌发于亚表层并沿平行方向扩展,所以其形貌多为浅而大的凹坑。
⑷腐蚀磨损:在腐蚀环境中,摩擦表面因腐蚀与磨损的共同作用所出现的材料流失现象。腐蚀磨损的表面有光滑的反应膜,所以其磨屑多为粉末或很薄的碎片。腐蚀磨损主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类,如我们日常生产中接触最多的氧化磨损就属于化学腐蚀,电化学腐蚀磨损多发生在化工设备中。
⑸冲蚀磨损:即浸蚀磨损,是指固体或流体在一定速度和角度下以小颗粒的形式对材料表进行冲击所产生的磨损。根据其冲蚀介质不同,主要分为:气流喷砂型冲蚀、液流和水滴型冲蚀。
⑹微动磨损:即摩擦表面由于存在很小振幅的相对振动所产生的表面损伤,这时表面有大量的微小氧化物磨损粉末产生。这种磨损的振幅小,往复滑动距离短,只有 20-40μm。 在干滑动磨损中,磨损机制不可能是单一的,磨损往往是许多机制共同产生的结果,一种磨损形式的产生往往引起新的磨损形式,所以磨损是一个动态的过程。
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