機(jī)械零件的磨損-2.ppt

機(jī)電設(shè)備故障 診斷與維修,主講教師：黃伯勇 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系,機(jī)械零件的磨損,機(jī)械零件的磨損是零件失效的主要模式。,研究磨損的意義：,1、一般機(jī)械設(shè)備中約有80%的零件失效報(bào)廢是由磨損引起。,2、磨損引起零件失效導(dǎo)致的損失較大，美國每年損失1000億美元，直接材料損失200億。,3、磨損影響設(shè)備效率，降低設(shè)備工作可靠性，導(dǎo)致設(shè)備提前報(bào)廢。,4、研究磨損機(jī)理，可以掌握其特點(diǎn)，為制定合理的維修策略和計(jì)劃提供依據(jù)，為提高設(shè)備壽命服務(wù)。,運(yùn)動副摩擦表面物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象稱為磨損。磨損會逐漸改變零件尺寸和摩擦表面形狀。零件抗磨損的能力稱為耐磨性。,磨損,間隙、,精度、,效率、,振動、,沖擊、,噪音,一、零件磨損的一般規(guī)律,磨損特性曲線,磨合階段,穩(wěn)定磨損階段,急劇磨損階段,磨損的主要類型 ：,1）磨粒磨損,硬質(zhì)顆?；蚰Σ帘砻嫔嫌驳耐狗洌谀Σ吝^程中引起的材料脫落現(xiàn)象稱為磨粒磨損 。硬質(zhì)顆?？赡苁橇慵旧砟p造成的金屬微粒，也可能是外來的塵土雜質(zhì)等。摩擦面間的硬粒，能使表面材料脫落而留下溝紋。,影響磨料磨損的因素: 摩擦副材料 磨料 壓力,金屬表面發(fā)生局部塑性變形,磨粒嵌入金屬表面，切割金屬表面,表面被劃傷,2）膠合磨損 (粘著磨損),加工后的零件表面總有一定的粗糙度。摩擦表面受載時(shí)，實(shí)際上只有部分峰頂接觸，接觸處壓強(qiáng)很高，能使材料產(chǎn)生塑性流動。若接觸處發(fā)生粘著，滑動時(shí)會使接觸表面材料由一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面，這種現(xiàn)象稱為粘著磨損(膠合磨損)。所謂材料轉(zhuǎn)移是指接觸表面擦傷和撕脫，嚴(yán)重時(shí)摩擦表面能相互咬死。,影響膠合磨損的因素: 摩擦副接觸表面成分與組織 摩擦副表面狀態(tài),局部粘著（冷焊）,粘著處被撕掉,金屬表面被劃傷或者金屬屑粒脫落,局部接觸,接觸面積小應(yīng)力大,潤滑油膜、氧化膜被擠破,3）疲勞磨損(疲勞點(diǎn)蝕),在滾動或兼有滑動和滾動的高副中，如凸輪、齒輪等，受載時(shí)材料表層有很大的接觸應(yīng)力。當(dāng)載荷重復(fù)作用時(shí)，常會出現(xiàn)表層金屬呈小片狀剝落，而在零件表面形成小坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損或疲勞點(diǎn)蝕。,影響疲勞磨損的因素: 材質(zhì) 接觸表面質(zhì)量 其它因素(應(yīng)力、間隙、潤滑等）,4） 腐蝕磨損,在摩擦過程中，與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的磨損，稱為腐蝕磨損,化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕,全世界每年因腐蝕而報(bào)廢的鋼材與設(shè)備相當(dāng)于年產(chǎn)量的30%。,化學(xué)腐蝕過程中不產(chǎn)生腐蝕電流，如金屬在高溫氧化性氣氛中、在干燥空氣中、在石油及酒精中的腐蝕都屬于化學(xué)腐蝕。 電化學(xué)腐蝕過程中會產(chǎn)生腐蝕電流，如金屬在潮濕空氣、海水、或電解質(zhì)溶液中的腐蝕都是電化學(xué)腐蝕。,高溫氧化腐蝕 電化學(xué)腐蝕 應(yīng)力腐蝕,一、高溫氧化腐蝕,除Au（金）、Pt外，金屬中在空氣中都會發(fā)生氧化，高溫會加速氧化過程。 腐蝕會導(dǎo)致零件有效截面積減小，承載能力降低。 在高溫含氧氣氛中工作的零件的抗高溫氧化能力是一項(xiàng)重要指標(biāo)。,氧化過程（三個(gè)步驟）,金屬失去電子成為金屬離子,氧原子吸收電子成為氧離,金屬離子和氧離子結(jié)合為金屬氧化物,氧化膜形成后，將金屬基體與氧隔開，金屬要繼續(xù)氧化必須：,金屬離子及電子（由內(nèi)向外）穿過氧化膜 氧原子或離子（由外向內(nèi)）穿過氧化膜,氧化膜層阻止原子、離子及電子穿過氧化膜的能力，決定了材料的抗氧化性能。,Al2O3、 Cr2O3 、SiO2等氧化膜的熔點(diǎn)高，致密，阻力大； FeO 、Cu2O等氧化膜的熔點(diǎn)低，疏松，阻力??；,在鋼中加入Al、 Cr（鉻）、Si等元素，因其與氧的親和力比Fe大，故可優(yōu)先形成氧化物，從而阻Fe的氧化。,二、電化學(xué)腐蝕,不同金屬或同一金屬的不同部分存在電極電位差； 相互接觸； 有電介質(zhì)溶液。,產(chǎn)生條件,陽極：失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) （被腐蝕）,電化學(xué)腐蝕的過程,陰極：得到電子發(fā)生還原反應(yīng),MM n+ ne,析氫反應(yīng)（電解質(zhì)中H+高時(shí)）,吸氧反應(yīng)（電解質(zhì)中O2高時(shí)）,腐蝕原電池,在鋅殼上的陽極反應(yīng),在碳棒上的陰極反應(yīng),ZnZn2+2e,2H+2e H2,結(jié)果：Zn被離子化（腐蝕）。,F基球墨鑄鐵在HCl中的電化學(xué)腐蝕,F基體的電極電位比G低，故為陽極，被腐蝕；而在陰極G上析出H2氣體。,HCl水溶液,三、改善零件