淺談金屬材料磨損失效及防護(hù)措施

郭林秀

（山西工程職業(yè)學(xué)院 山西 太原 030009）

0 引言

在現(xiàn)階段我國工業(yè)生產(chǎn)中，伴隨著生產(chǎn)過程中機(jī)械化程度的不斷提升，相應(yīng)生產(chǎn)作業(yè)對(duì)于金屬材料的要求往往更高，應(yīng)該力求確保金屬材料的穩(wěn)定耐久運(yùn)用。但是從實(shí)際應(yīng)用效果上來看，當(dāng)前金屬材料磨損失效現(xiàn)象較為常見，已經(jīng)成為嚴(yán)重制約工業(yè)發(fā)展的重要因素。金屬材料嚴(yán)重磨損失效的危害性較為突出，容易造成相應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)流程受到嚴(yán)重干擾，甚至發(fā)生惡劣安全事故，應(yīng)該引起高度關(guān)注，針對(duì)金屬材料磨損失效問題的有效防護(hù)措施進(jìn)行研究，必然也就具備重要價(jià)值和意義。

1 金屬材料磨損失效現(xiàn)象及其危害分析

金屬材料作為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中最為常用的基本材料，其出現(xiàn)磨損失效現(xiàn)象比較常見，伴隨著相互接觸的兩個(gè)金屬部位出現(xiàn)相互運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而也就必然會(huì)出現(xiàn)摩擦力，長(zhǎng)期作用下就容易產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致相應(yīng)金屬材料出現(xiàn)明顯變形或者是缺損現(xiàn)象，難以維系原有正常運(yùn)行狀態(tài)，由此帶來的威脅問題不容忽視。在工業(yè)機(jī)械設(shè)備的長(zhǎng)期應(yīng)用過程中，因?yàn)槠溥\(yùn)行條件往往并不是特別理想，自身內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件的工作強(qiáng)度相對(duì)也比較大，出現(xiàn)相互運(yùn)動(dòng)的各個(gè)金屬部位往往也容易出現(xiàn)較大摩擦作用效果，尤其是在明顯振動(dòng)以及沖擊作用下，這種磨損問題更為突出，極容易導(dǎo)致金屬材料的磨損現(xiàn)象加劇，最終形成磨損失效問題。

基于金屬材料長(zhǎng)期運(yùn)用下出現(xiàn)的磨損失效現(xiàn)象進(jìn)行分析，其危害性較為突出，最為直接的表現(xiàn)就是造成相應(yīng)金屬構(gòu)件老化磨損嚴(yán)重，致使其難以達(dá)到應(yīng)有使用年限，在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)斷裂或者是嚴(yán)重破損，相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行狀況必然也就會(huì)受到嚴(yán)重干擾。在金屬材料磨損失效現(xiàn)象發(fā)生后，往往不僅僅會(huì)導(dǎo)致直接構(gòu)件出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞現(xiàn)象，往往還會(huì)同時(shí)對(duì)于整個(gè)機(jī)械設(shè)備帶來不良影響，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行受阻，其它正常構(gòu)件同樣也容易受到損壞，整個(gè)機(jī)械設(shè)備難以正常運(yùn)行。另外，在金屬材料磨損失效后，伴隨著機(jī)械設(shè)備的不當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)，還容易帶來一些意外事故，機(jī)械設(shè)備周圍工作人員的安全性必然也就難以得到良好保障，人身安全受到威脅更是不容忽視。

2 金屬材料磨損失效機(jī)制分析

2.1 磨粒磨損失效機(jī)制

在金屬材料磨損失效現(xiàn)象發(fā)生中，磨粒磨損是比較常見的一個(gè)基本類型，伴隨著磨粒的存在，相應(yīng)金屬材料表面會(huì)受到明顯的應(yīng)力作用，進(jìn)而在長(zhǎng)期作用下出現(xiàn)嚴(yán)重磨損失效問題。在實(shí)際金屬材料應(yīng)用過程中，磨粒磨損失效的類型較多，影響機(jī)制同樣也表現(xiàn)在多個(gè)路徑，鑿屑磨損、碾碎磨損以及擦傷磨損等，在金屬材料磨損失效中都比較常見，需要重點(diǎn)從金屬材料表面的作用力以及沖擊效果等入手進(jìn)行深入分析，以更好明確其影響效果。比如當(dāng)金屬材料表面出現(xiàn)較為堅(jiān)硬的顆粒，則很可能導(dǎo)致金屬材料表面受到明顯劃傷影響，進(jìn)而出現(xiàn)凹凸不平等問題，影響其完整性和耐久性，即出現(xiàn)碾碎磨損失效問題；但是如果相應(yīng)金屬材料表面承受的作用力比較輕微，不容易產(chǎn)生嚴(yán)重破損，則表現(xiàn)為擦傷磨損，長(zhǎng)此以往，也會(huì)影響到金屬材料完整性，同樣不容忽視。

2.2 黏著磨損失效機(jī)制

金屬材料磨損失效往往還表現(xiàn)為黏著磨損失效，該類作用機(jī)制相對(duì)而言較為復(fù)雜，對(duì)于金屬材料帶來的危害同樣也更為惡劣。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，往往存在著較多相對(duì)滑動(dòng)的金屬構(gòu)件接觸部位，在這些部位往往需要切實(shí)做好潤滑工作，但是如果潤滑不當(dāng)，或者是相應(yīng)部位的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷明顯超出限定值，則必然會(huì)在該區(qū)域出現(xiàn)較為嚴(yán)重的受損現(xiàn)象，長(zhǎng)此以往也就容易出現(xiàn)磨損失效問題。黏著磨損失效問題不僅僅直接表現(xiàn)為相互作用帶來的磨損威脅，往往還和溫度作用有關(guān)，因?yàn)榘殡S著兩者的長(zhǎng)期相互作用，接觸面的溫度往往會(huì)明顯升高，當(dāng)溫度超過允許范圍后，就容易導(dǎo)致相接觸金屬區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的軟化或者是熔化問題，進(jìn)而加劇了磨損程度，由此帶來的磨損失效問題更為突出。

3 金屬材料磨損失效的防護(hù)措施

3.1 優(yōu)選金屬材料

金屬材料磨損失效問題的防護(hù)必然需要首先從金屬材料自身入手把關(guān)，因?yàn)榻饘俨牧系牟煌瑫?huì)直接造成后續(xù)磨損失效程度存在差異，如果能夠恰當(dāng)優(yōu)選金屬材料，必然也就可以對(duì)磨損失效問題形成良好防護(hù)效果。基于此，在機(jī)械設(shè)備制造過程中，技術(shù)人員需要重點(diǎn)圍繞著各個(gè)容易出現(xiàn)磨損的部位進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，優(yōu)選最為適宜的金屬材料，確保其類型較為適宜合理，避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的類型不匹配問題。此外，在金屬材料優(yōu)選運(yùn)用過程中，往往還需要重點(diǎn)圍繞著材料性能進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，杜絕在關(guān)鍵部位采用劣質(zhì)金屬材料予以生產(chǎn)制作，力求更好提升相應(yīng)金屬構(gòu)件的耐久性和穩(wěn)定性，增強(qiáng)其原始防護(hù)抵抗效果。當(dāng)然，針對(duì)金屬材料進(jìn)行不斷創(chuàng)新研究，力求借助于各類新材料輔助機(jī)械設(shè)備制作，促使這些新材料能夠更好實(shí)現(xiàn)磨損失效問題的積極應(yīng)對(duì)，成為重要解決舉措。比如當(dāng)前越來越多的合金材料就能夠表現(xiàn)出明顯應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可靠性更強(qiáng)，抗磨效果更為突出。

3.2 金屬材料表面強(qiáng)化處理

在金屬材料磨損失效問題發(fā)生中，往往主要表現(xiàn)在金屬材料表面，為了更好提升其防護(hù)效果，著眼于金屬材料表面進(jìn)行強(qiáng)化處理也就顯得極為必要，應(yīng)該借助于恰當(dāng)工藝進(jìn)行改良，增強(qiáng)其硬度以及強(qiáng)度，減輕磨損危害。比如在金屬材料表面采用恰當(dāng)材料進(jìn)行光滑處理，避免表面過于凹凸不平帶來較為嚴(yán)重的摩擦阻力，進(jìn)而形成磨損失效危害。

3.3 定期保養(yǎng)

對(duì)于金屬材料磨損失效中存在的明顯疲勞影響以及潤滑程度不夠帶來的危害，可以采取定期保養(yǎng)方式予以積極應(yīng)對(duì)，避免因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷作業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損失效問題。基于此，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的各個(gè)關(guān)鍵部位應(yīng)該予以嚴(yán)格把關(guān)，要求針對(duì)這些相互作用金屬材料部位的應(yīng)力狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，一旦出現(xiàn)超負(fù)荷問題，則需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，力求對(duì)于各個(gè)金屬構(gòu)件形成良好保護(hù)效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前我國各類機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行中，出現(xiàn)磨損失效問題不容忽視，其危害性較為突出，作用機(jī)制同樣也表現(xiàn)在多個(gè)方面，如此也就需要從多個(gè)角度入手予以針對(duì)性防控，確保金屬材料應(yīng)用更為穩(wěn)定可靠。