摩擦磨損論文

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1、常見摩擦材料簡介摘要：摩擦磨損是造成材料損耗的主要原因。根據(jù)不同的用途，將用到不同的耐摩擦材料。木文將介紹兒種常見的摩擦材料及其相應(yīng)的主要功能。關(guān)鍵字：摩擦磨損石棉粉末冶金潤滑口修復(fù)1.前言磨損是機(jī)械零件失效的3人原因（磨損、腐蝕和斷裂）Z—。1957年Burwell按照磨損機(jī)理將磨損分為4人基木類型，即粘著磨損、磨料磨損、表而疲勞磨損和腐蝕磨損，這些磨損使機(jī)械部件的摩擦表而出現(xiàn)裂紋、梨溝、麻點(diǎn)等缺陷，是造成機(jī)械零件失效的主耍原因［1］。解損是造成材料損耗的主要原因據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，能源的1/3到1/2消耗于摩擦和僭損；人約80%的機(jī)器零件失效是由于磨損引起的。據(jù)我國冶金礦山、農(nóng)機(jī)

2、、煤炭、電力和建材五個(gè)部門的不完全統(tǒng)計(jì)，每年僅備件消耗的鋼材就在150萬噸以上。我國每年因磨損造成球磨機(jī)磨球消耗近200萬噸，球磨機(jī)和各種破碎機(jī)襯板消耗近50萬噸，軋轆消耗近60萬噸。斗齒是挖掘機(jī)上磨損最嚴(yán)重的零件，由于其在作業(yè)過程中直接與砂土巖石等接觸，丄作條件十分惡劣，根據(jù)對三峽工地斗齒使川情況的統(tǒng)計(jì)，磨損是其主要的失效形式，占90-95%。磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失十分巨人，我FI每年由于濟(jì)損造成的材料損失和能源浪費(fèi)高達(dá)10億元，煤炭工業(yè)用的刮板輸送機(jī)僅小部槽的磨損所造成的損失每年即高達(dá)1億元。摩擦與磨損不僅消耗大量能源和材料，而且山于磨損導(dǎo)致零件失效后，修復(fù)或者替換零件，以及因

3、此造成的停工給工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的損失。因此一些工業(yè)部門對于耐轉(zhuǎn)材料的需求越來越廣泛，比如水泥工業(yè)的碾碎機(jī)、煤炭工業(yè)的粉碎機(jī)等都礙要耐磨性能優(yōu)界的材料［2］o航空發(fā)動機(jī)作為飛行器的心臟，其零部件長期工作在高負(fù)荷、高工作溫度的情況下，容易因運(yùn)轉(zhuǎn)部件疲勞或磨損引起故障，嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的正常使用。為了保證航空發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行專門設(shè)置了滑油系統(tǒng)，用于減少零部件之間的摩擦并帶走摩擦產(chǎn)生的金屬碎屑。目前航空發(fā)動機(jī)屛損趨勢預(yù)測模型主要有灰色模型［3］、時(shí)序模型［4］、支持向量機(jī)模型以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型［5］,這些模型從不同的角度捉取了零部件的磨損信息。2.摩擦材料簡介材料抗粘著磨損的能力在很大程

4、度上取決于金屬的組織結(jié)構(gòu)，材料表面ZI'可的粘著行為主要跟其相互的品而的配合程度有關(guān)。配對材料的互溶性愈大，粘著傾向就愈大，易于發(fā)4：粘著磨損，摩擦系數(shù)較鬲，粘著磨損就愈大。當(dāng)兩種材料完全不相溶時(shí)，其粘著傾向最小。影響摩擦表面溫度的主要因索是速度和壓力，英中速度的影響更大。2.1石棉摩擦材料以石棉纖維為增強(qiáng)材料的石棉摩擦材料在摩擦材料發(fā)展的初期占冇十分重要的地位，石棉材料耐熱性好、摩擦系數(shù)高、比表面積人、強(qiáng)度較高及價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)使得其在20世紀(jì)20年代至80年代成為汽車等行走機(jī)械的最主要摩擦材料。然而近年汽車、髙速列車和航空工業(yè)高速發(fā)展，工程機(jī)械和交通工具行駛速度提高，致使制動

5、系統(tǒng)摩擦材料表面溫度可達(dá)500°C,對摩擦材料的性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)石棉摩擦材料在550°C時(shí)將完全失去結(jié)晶水而導(dǎo)致摩擦材料變質(zhì)，磨損加劇，摩擦性能不穩(wěn)定，高溫制動時(shí)易出現(xiàn)摩擦性能熱衰退[6],其高溫穩(wěn)定性已經(jīng)不能滿足要求。此外細(xì)小的石棉纖維被人體吸入后會沉積在肺部造成肺部疾病，嚴(yán)重威脅人體健康，與石棉相關(guān)的疾病在建筑、材料、機(jī)械等多種行業(yè)普遍存在，世界上許多國家己經(jīng)全而禁止使用這種危險(xiǎn)性物質(zhì)。2.2銘系耐磨材料Fe-Cr-C系合金是川途最為廣泛的耐辭合金么一，在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了一系列不同性能的耐磨材料，其中一?些高合金的材料具冇極為優(yōu)異的耐磨損性能，但是由于合金含最較高

6、,過高的成本限制了其廣泛使用。低、中合金耐磨鋼是以硅、僦為基礎(chǔ)加入倂、鋁以及其它微量元素而發(fā)展起來的耐磨合金鋼。其合金系統(tǒng)由成分簡單的單一鐳系、硅系、鈕系、珞鐳系到成分復(fù)雜的鉆猛硅鑰其他微量元素的多元復(fù)合系統(tǒng)。低、中合金耐磨鋼具冇較好的強(qiáng)韌性，低、中沖擊載荷下的耐僭性優(yōu)于高鎰鋼，但存在淬透性和淬硬性低的不足。以碳化物為耐磨相的口口鑄鐵是應(yīng)用較早且比較廣泛的一類耐磨材料，耐磨口口鑄鐵的發(fā)展分為普通口口鑄鐵、傑硬口口鑄詼和高絡(luò)口口鑄鐵三個(gè)階段。后來乂相繼開發(fā)了鴨系白口鑄鐵、饑系白口鑄鐵和猛系白口鑄鐵等。高銘白口鑄鐵顯微組織中存在著硬度佼高J1.分布孤立的(Cr,Fe)7C3型碳化物

7、，高鋸白口鑄鐵比普通白口鑄鐵和鐮硬白口鑄鐵具有更好的硬度和韌性組合,半個(gè)多世紀(jì)來，國內(nèi)外鑄造工作者對洛在鑄鐵中的作用進(jìn)行了人量的研究試驗(yàn),使鉆系口口鑄鐵性能不斷提高，牛產(chǎn)工藝逐漸簡化。目前鉆系鑄鐵磨球已収代了一些耐磨鍛鋼、中猛球鐵和低合金鋼等材質(zhì)的磨球，在冶金、礦山、建材及電力等行業(yè)中得到推廣應(yīng)用,成為較好的抗磨材料。2.3復(fù)合纖維基摩擦材料20世紀(jì)80年代以來，摩擦材料的發(fā)展迅猛，世界各國研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷臒o石棉摩擦材料，半金屬摩擦材料、粉末冶金燈擦材料、代用纖維增強(qiáng)或聚合物粘接摩擦材料