談機械零件的磨損特點與預防措施

張煥琴

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

關鍵詞：機械零件；磨損特點；預防措施

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.032

零件是組成機器的最小單元，零件表面損傷失效，如零件的尺寸、形狀、表面質量和材料性質發生變化時，必然導致機器性能變壞，產生故障，使機器不能進行正常的作業。機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律，適當地采取相應的措施，可以降低零件的磨損速度，從而提高機器的耐久性和可靠性。因此，研究機械零件的磨損情況，對延長機器的使用壽命具有重要意義。

1 零件的磨損

機器工作時，動配合副（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，變化量增長到配合副的工作出現異常，這就是零件已經磨損的具體表現。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程的磨損，叫做磨粒磨損。 機器的負荷和速度越高，磨損的強度越高。零件的機械性能好，表面硬度和粗糙度好時，抵抗磨粒磨損的能力也強。

1.2 抓粘磨損

零件之間發生運動時，如果摩擦表面某些接觸處壓力過大，潤滑油膜擠破，由于高溫使接觸表面熔焊在一起，一般稱為抓粘。在相對運動中，熔焊在一起的部分又被撕開，產生零件表面的破壞，稱為抓粘磨損。一般說來，機器在正常狀態下工作，不易產生抓粘磨損，產生抓粘磨損的典型件是缸套和活塞，一般說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生。抓粘磨損的產生，取決于材料的塑性（塑性愈大愈容易產生抓粘）、工作條件（如工作溫度、壓力、摩擦速度、潤滑條件等）和配合件的表面粗糙度。抓粘磨損造成零件的損壞是相當嚴重的，應盡量避免。

1.3 腐蝕磨損

由于在摩擦表面存在化學腐蝕介質（氧及酸性物質）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起的化學或電化學作用而造成的。腐蝕按性質可分為兩類：一是化學腐蝕，它是金屬與外部介質直接起化學作用，不產生電流，腐蝕的產物常直接生成于發生反應的地方；二是電化學腐蝕，產生電化學腐蝕必須具有電解液和電位差兩個條件。一般機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成的。在一個零件上，有不同金屬，就容易產生電位差，如果周圍潮濕或有水蒸氣存在，就構成了有電解液的條件，一般零件上生有鐵銹，就是電化學腐蝕的結果。化學腐蝕常伴隨摩擦過程而存在。金屬零件表面氧化是普遍存在的。在氧化過程中，氧的擴散與金屬的塑性變形是互相促進的。氧化腐蝕磨損與其它磨損過程比較，是一種較為緩慢的過程，零件表層形成一層氧化膜能起保護作用。

1.4 麻點磨損

齒輪、滾動軸承等進行滾動摩擦的零件表面，由于疲勞剝落而形成小凹坑狀的磨損，稱為麻點磨損。一般齒輪從發生麻點磨損到全部破壞，還可以用幾百個小時，才能達到不能使用的程度。

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

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入摩擦副之間。在機器進行拆卸修理或換件維修時，要注意選擇潔凈的場所進行。為避免和減輕車輛零件的磨粒磨損，在修理過程中應特別注意燃油、空氣和潤滑油的濾清程度，裝配時要認真清洗零件，嚴防帶入金屬屑。（2）可對易發生磨損的機械零件進行表面改性處理，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存，因此油膜能承受很大的工作壓力而不破壞，要求潤滑油必須有合適的黏度。（2）正確選擇合適的摩擦副配對材料。選擇互溶性小的材料配對組成摩擦副，粘著傾向小，不易發生粘著磨損。另外，可以對零件進行表面改性處理，如電鍍、表面化學處理、表面熱處理等，使摩擦面生成互溶性很小的保護層，也能有效防止粘著磨損的發生。

2.3 減少腐蝕磨損的措施

對易發生腐蝕磨損的零件進行表面改性處理，通過鍍鉻、鍍錫、覆蓋油漆、塑料非金屬層、激光熔覆等，獲得防腐蝕保護層，或通過零件發藍、磷化等工藝，在零件表面生成一層致密的保護膜，可減緩零件的腐蝕磨損。

2.4 減少麻點磨損的措施

（1）提高零件表層材料的品質，減少零件表面的缺陷，如軟點、拉溝、劃傷、凹坑和腐蝕坑等，這些地方都可能成為裂紋的發源地。（2）通過噴丸、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力，從而提高零件的抗麻點磨損能力。endprint