Looking for help?
如何测量涂层的耐磨性
目录
材料的磨损是材料时效的三种主要形式(磨损、腐蚀和断裂)之一,摩擦是产生磨损的原因。磨损主要为磨粒磨损、摩擦磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损等。
磨损形式 | 表面特征 | 磨削特性 | 典型零件 |
磨粒磨损 | 划痕或犁沟 | 条状或切削状 | 挖掘机斗齿、矿机零件、研磨机泥浆泵零件 |
粘着磨损 | 细条痕、金属转移、咬死 | 片状或层状 | 蜗杆、凸轮顶杆、活塞环、刀具 |
疲劳磨损 | 麻坑、剥落 | 块状 | 滚动轴承、齿轮、车轮、轧辊 |
腐蚀磨损 | 反应膜、较光亮 | 碎片或粉末 | 化工机械 |
微动磨损 | 表面有反应氧化物、微坑 | 粉末 | 摩擦片、轴颈轴肩、紧固件 |
01 磨粒磨损
常用两种:橡胶轮磨粒磨损实验;销盘式磨粒磨损实验(国产型号:ML-10磨料磨损试验机)
典型式样尺寸:50mmx75mmx10mm,涂层抛光。橡胶轮材料:氯丁橡胶;磨料;224-355μm(50-70目)天然石英砂;轮缘线速度:140m/min;摩擦行程:1000r,即550-660m;载荷:130N。
02 摩擦磨损
通用摩擦磨损试验机,国产MM-20型摩擦磨损试验机。
03 冲蚀磨损
冲蚀磨损实验室磨粒磨损的另一种形式。当流体介质中的微细磨粒以高速冲击涂层表面时,会造成材料表面磨损的现象。冲蚀磨损量与磨粒冲击角存在一定关系。当冲击角<45°时,磨削是磨损主因;当冲击角>45°时,由磨粒冲击引起材料表面的变形和表面凹坑是磨损的主要原因。
一般实验条件如下:
实验尺寸:60mmx50mmx5mm,涂层厚度≥0.6mm;喷砂枪:喷射式;喷嘴孔径:10mm;喷砂空气压力:0.54Mpa;喷砂角度:30°;喷砂距离:100mm;喷砂时间:1min;喷砂质量:10kg。
04 疲劳磨损
疲劳磨损实验在标准试验机上进行。两个相互滚动或兼有滑动的摩擦表面在循环变化的接触应力作用下,由于材料的疲劳剥落而形成凹坑,成为疲劳磨损或表面接触疲劳磨损。保证良好的油润滑,以减少材料表面凹坑的恶性发展而时效。
05 耐磨性的判断标准
尚没有统一的标准,常有三种方法:
- 磨损量,包括长度磨损量、体积磨损量和质量磨损量。
- 磨损率,是指单位时间或单位磨损距离的磨损量。冲蚀磨损中常用。
- 耐磨性,实际工作中采用相对耐磨性来判断耐磨。相对耐磨是指,采用某种材料做标准试样,即:
相对耐磨性=参考试样磨损量/实验材料磨损量
06 超过允许磨损量出现的情况
摩擦副超过允许磨损量,就是完成规定功能的能力丧失或下降。参考《现代表面工程技术 李振声 杨明安》
项目 | 出现情况 | 举例 |
摩擦副 | 承载能力下降 旋转运动能力下降 运动学功能破坏 扭矩传递不足 振动或冲击负载出现 密封件的密封效果下降 | 滑动轴承 齿轮副 联杆 离合器、联轴节 支座 径向轴承封圈 |
机械或设备 | 加工精度下降 燃油或润滑油消耗量增加 摩擦功耗上升 工作效率下降 | 机床 内燃机 各类机械 工作机构 |
摩擦副 | 允许磨损量h/mm | 规定条件 |
滑动轴承 | 0.1-1 | 自润滑,滑动速度v=0.01-0.6m/s |
径向轴承 | 0.05-0.45 | 自润滑塑料轴承,用于联杆 |
滚动轴承 | 0.3-0.4(允许间隙) | 线磨损速率h=0.0043-0.0142mm/1000h |
齿轮副 | 0.1-0.3m(m为齿轮模数) |