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《輥壓機及磨輥堆焊要點》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第一部分堆焊材料的磨損1.磨損的基本概念磨損是由摩擦引起的，在建材、冶金、礦山、電力、機械、國防以及航空、航天等等行業(yè)處處存在摩擦，處處都有磨損。材料磨損是兩個以上的物體摩擦表面在法向力的作用下，相對運動及有關(guān)介質(zhì)、環(huán)境溫度的作用使其發(fā)生形狀、尺寸、組織和性能變化的過程。從磨損的特征與結(jié)果分析，任何一種磨損都發(fā)生在物體的工作表面上，但不僅物體表面宏觀發(fā)生變化，而且物體微觀組織結(jié)構(gòu)及其性能也會發(fā)生變化。從物理與化學(xué)觀點分析，磨損是發(fā)生在兩物體相對運動的表面，而且是在很薄的一層工作表面上，在磨損過程中一個重要的特征是機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?/p>
2、熱與冷卻都以非?？斓乃俣冗M行，物體表面具有相當(dāng)大的活性和相當(dāng)高的自由能，材料表面與亞表面的組織與性能同內(nèi)部是不一樣的。對固體金屬來說，當(dāng)溫度低時，原子活動較弱，低溫變形后，表面的原子數(shù)將不會有多大變化，而在高的溫度下，表面原子的活動能力增強，因此，材料的結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)某種程度的調(diào)整與改變，結(jié)果使金屬性質(zhì)和能量發(fā)生變化。材料表面原子會與環(huán)境（介質(zhì)）發(fā)生相互作用，產(chǎn)生物理吸附、化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng)，使材料表面可能產(chǎn)生加工硬化層或者形成表面織構(gòu)，將會影響材料的磨損過程。可以說磨損是一個動態(tài)過程。從原子與作用力分析，由于相互接觸的兩物體表面，
3、其中一物體表面的原子能與另一物體表面的原子極靠近，甚至進入斥力場，在相對運動時，兩表面分子就會產(chǎn)生能量損耗。在相對運動中將有些原子進入斥力場，而有另一些原子將離開斥力場，其變化大小，決定于接觸程度，而其定量數(shù)決定于統(tǒng)計學(xué)的相率。當(dāng)兩物體充分接近時，原子將被排斥而其自然的趨向是回到它原來的位置上去，然而這是個似乎不可能的假說，即原子可能被撞擊出，并運動得足夠遠，以至進入相對表面上另一個原子場內(nèi)，在這里得到新的平衡位置。也就是說原子可以從一個物體表面上被對面的另一個物體表面俘獲去。按湯姆林遜的著作，這就是磨損的實質(zhì)。不管如何定義磨損，材
4、料的磨損必然包括三大要素：1、材料的表面特征；2、另一物質(zhì)（液體、氣體和固體）的接觸特性，即接觸方式、力的傳遞和表面變形等；3、相對運動。磨損是一個廣泛的領(lǐng)域，可以說每一種磨損都有幾種性質(zhì)不同、互不相關(guān)的機理存在，因此在分類上也常出現(xiàn)混亂現(xiàn)象。常見的分類方法見圖所示。磨損分類圖2.磨粒磨損的分類在這些類型的磨損中，磨料磨損最為普遍存在，約占各種磨損的50%，粘著磨損次之，約占15%，腐蝕磨損約占8%。劃傷式磨損又稱低應(yīng)力磨粒磨損，碾壓式磨料磨損又稱高應(yīng)力磨粒磨損。輥壓機和煤、立磨的表面磨損均屬于高應(yīng)力磨粒磨損范圍。磨粒磨損按磨損表面
5、的數(shù)量可分為兩體磨損和三體磨損。兩體磨損特點是硬質(zhì)顆粒直接作用于被磨材料的表面上。三體磨損的特點是硬質(zhì)顆粒處于兩個被磨表面之間。顯然輥壓機和立磨的磨損屬于三體磨損。磨粒磨損按金屬硬度又可分為硬磨料磨損和軟磨料磨損。硬磨料磨損條件是金屬表面硬度Hm/磨料硬度Ha≤0.8；軟磨料磨損條件是金屬表面硬度Hm/磨料硬度Ha>0.8，在實際應(yīng)用場合Hm/Ha遠大于1的情況下，磨損仍然會發(fā)生。因此，我們可以知道輥壓機和立磨的磨損顯然屬于軟磨料磨損范圍。3.磨粒磨損基本模型與原理3.1磨粒磨損簡化模型目前，普遍采用拉賓諾維奇（Rabinowicz
6、）提出的磨粒磨損簡化模型來討論磨粒磨損問題。見下圖3-1，并導(dǎo)出定量計算公式。磨料磨損的簡化模型模型計算假設(shè)條件：a磨粒磨損中的磨料為圓錐體；b被磨材料為不產(chǎn)生任何變形的剛體；c磨損過程為滑動過程。磨粒在載荷P的作用下，被壓入較軟的金屬材料中，并在切向力作用下沿較軟的金屬表面滑動距離為L，犁出一道溝，其深度為t。那么單位滑動距離磨損掉的金屬材料體積，即被遷移的溝槽體積（陰影部分），用下式可以算出，即式中V——磨損掉的體積，mm3；r——磨粒圓錐體的半徑，mm；t——磨粒壓入金屬材料的深度，mm；L——滑動距離，mm?？梢缘贸鯲/L=
7、r·t因為磨料壓入金屬材料內(nèi)的深度，取決于壓力的大小和材料硬度的比值，所以t=r·ctgθπr2=P/H代入上式式中θ——磨粒圓錐體夾角；P——法向載荷，N；H——金屬材料的硬度,MPa；得到：V/L=P/πH·ctgθ令磨料磨損系數(shù)Kabr=ctgθ/π則V/L=Kabr·P/HV=Kabr此式表明，在一定磨料條件下，單位距離內(nèi)磨損體積與外加載荷和滑動距離成正比，而與材料的硬度成反比，并且可以顯然看出“θ”角越小，即磨粒越尖銳，磨損越嚴重。在上面的方程中的磨損系數(shù)Kabr為理論值，僅考慮到磨粒的形狀系數(shù)，并且假定所有的磨料都參加切
8、削、犁出的溝槽體積全部成為切屑。實際上，在磨損過程中所發(fā)生的現(xiàn)象是十分復(fù)雜的，包括外部載荷，施力情況，磨粒硬度、相對運動、迎角與環(huán)境以及材料的組織和性能等等，磨損系數(shù)應(yīng)該是上面的幾何因數(shù)ctgθ/π與比例常數(shù)的乘積，實際比例常數(shù)是在所
