張偉

（曲阜天博汽車零部件制造有限公司，山東 曲阜273100）

隨著社會生產(chǎn)力和工業(yè)科技的不斷發(fā)展，我國很多行業(yè)的發(fā)展都依賴于金屬材料，由此可見，金屬材料的質(zhì)量是促進相關產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展的基礎和重要因素。高質(zhì)量的金屬材料不僅能夠減少意外損失造成的成本負擔，還能夠高效的解決工作需求。而低質(zhì)量的金屬材料很容易發(fā)生工作意外，影響正常的工作計劃、進度，在造成時間、成本損失的同時，還會激發(fā)企業(yè)矛盾，影響企業(yè)正常運轉(zhuǎn)。而影響金屬材料質(zhì)量的關鍵因素就是磨損失效，“磨損”顧名思義就是侵蝕、損耗、斷裂金屬材料，影響其使用功能的正常發(fā)揮。磨損在生產(chǎn)生活中最容易造成金屬材料損失失效，手的觸摸、零件的觸碰等都會造成磨損。因此，必須要對金屬材料磨損問題進行專業(yè)、有效研究，找出實用、合理的金屬材料保護措施，促進相關行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1 金屬材料磨損失效的現(xiàn)狀及危害

物理作用造成的磨損、化學侵蝕、受外部作用造成的斷裂是造成金屬材料失效的三大方式，金屬材料的磨損主要是受摩擦作用的影響，而在正常的生產(chǎn)過程中，金屬材料的使用離不開零件、機器設備的摩擦作用，這就造成了金屬材料的必然磨損。而就相關的科學研究顯示，各行業(yè)因金屬材料磨損早期失效造成的成本負擔、經(jīng)濟損失一年加起來在上千億美元左右。而我國工業(yè)起步、發(fā)展時間相對較短，缺乏歷史經(jīng)驗，設備老化、原材料質(zhì)量問題、金屬材料損耗大等問題十分突出。尤其是鐵路、航空航天、冶金行業(yè)、交通運輸、汽車、建筑等行業(yè)的發(fā)展，對金屬材料的依賴性是極大的，金屬材料的磨損失效問題阻礙了相關行業(yè)的發(fā)展。磨損學中對金屬材料磨損失效的研究是十分專業(yè)的，金屬材料運行時零件之間的相互磨損，運營環(huán)境中的粉塵顆粒、水蒸氣等造成的化學侵蝕，工業(yè)制造過程中產(chǎn)生的相關氣體對金屬材料的侵蝕等，都會造成金屬材料不可避免的磨損失效，主要表現(xiàn)在金屬材料材質(zhì)發(fā)生改變，不能繼續(xù)進行工作；金屬材料結(jié)構(gòu)被破壞，不適合相配的零件；尺寸、外表被破壞，造成損耗等。而金屬材料的持續(xù)運轉(zhuǎn)是靠零件之間的摩擦作用進行的，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體、粉塵即使及時清理，在生產(chǎn)過程中還是避免不了其侵蝕，由此可見制定合適的金屬材料損失的有效解決措施是十分困難的。金屬材料一旦達到一定程度的損耗，就會影響設備的正常使用，而有些損失是無法挽回的。尤其是精密金屬儀器，它們存在的意義就是從事精密計算工作，金屬材料一旦發(fā)生損耗、失效，就會影響數(shù)據(jù)的準確性，導致精密儀器無法從事工作。再者，對于大型機器設備來說，金屬材料一旦發(fā)生磨損失效，就會影響大型機器設備的正常運轉(zhuǎn)，造成大量的物資損失，嚴重者還會造成機器破壞、炸裂，對工作人員的人身安全在成威脅。因此，為更好的解決金屬材料磨損失效造成的危害，下文就對金屬材料磨損失效的成因展開討論。

2 金屬材料磨損失效的成因及基本形式

金屬材料的磨損可以就其使用方法、工作環(huán)境進行分類，主要有外在顆粒造成的顆粒磨損、附著物造成的粘著磨損、過度使用造成的表面疲勞磨損三大基本磨損和化學物理腐蝕造成的腐蝕磨損、微動磨損兩大特定環(huán)境下才能出現(xiàn)的磨損。

2.1 磨粒磨損

磨粒磨損和金屬材料的制作技術有關，磨粒顧名思義就是金屬材料表面上凸起的小顆粒、小硬物，金屬材料表面大多會存在一點硬質(zhì)顆粒，而這些凸起顆粒的大小、多少和金屬材料的質(zhì)量有關。高質(zhì)量、精致的金屬材料硬質(zhì)突出顆粒相對較少，對金屬材料的磨損也較少，而做工粗糙的金屬材料就會造成大面積的磨損。硬質(zhì)顆粒在與金屬材料進行摩擦磨損的同時，受顆粒硬度不同，會造成金屬材料表面磨屑掉落、金屬材料表面出現(xiàn)劃痕、溝痕等現(xiàn)象。短時間內(nèi)的摩擦不會對相關設備的正常使用產(chǎn)生影響。

2.2 粘著磨損

粘著磨損顧名思義是由于金屬材料表面相互接觸，在運行過程中產(chǎn)生的摩擦損耗。在相關設備進行相對運動時，彼此接觸的金屬材料表面相互摩擦，而摩擦面積比磨粒磨損要大很多，從而產(chǎn)生大量的磨損碎屑，長期積累囤積在金屬設備的空隙中，導致金材料磨損失效。面積越大，磨損的碎屑就越多。金屬材料越柔軟，內(nèi)部的密度越小，受摩擦力影響就十分容易產(chǎn)生摩擦碎屑，相反，金屬材料材質(zhì)越硬，密度就會越大，即使是受摩擦作用的影響也很難差生大量碎屑。由此可見，粘著磨損導致金屬材料磨損失效的關鍵是金屬材料的性質(zhì)。

2.3 表面疲勞磨損

表面疲勞磨損也可稱作長時間負荷磨損，超過金屬材料合適的運營時間就會產(chǎn)生磨損。表面疲勞磨損是指金屬材料產(chǎn)品超過了規(guī)定的運營時間、周期，從而導致金屬材料表面因過度工作消耗產(chǎn)生的磨損。表面疲勞磨損的磨損失效是循序漸進的過程，由于過度疲勞，金屬表面會產(chǎn)生發(fā)熱、細微破損等現(xiàn)象，受外在物理作業(yè)的壓迫，磨損范圍逐漸增大，金屬材料嚴重損耗，導致相關設備無法正常運行，嚴重者會造成設備報廢，對整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生重要影響。

2.4 腐蝕磨損

腐蝕磨損是指金屬材料受周圍環(huán)境影響，產(chǎn)生的水蒸氣腐蝕、化學反應等，對金屬材料造成磨損，造成金屬材料物質(zhì)減少、性質(zhì)改變等現(xiàn)象。腐蝕磨損與金屬材料的工作環(huán)境息息相關，雖然只有滿足一定條件時才會產(chǎn)生腐蝕磨損，但引起的磨損反應是一連串的。磨粒磨損中的硬質(zhì)顆粒，常常是由腐蝕磨損造成的，從而造成金屬材料磨損失效的進一步加速。因此，要對腐蝕磨損有一定的重視，盡可能的減少其觸發(fā)條件，減少金屬材料的損耗。

2.5 微動磨損

微動磨損和腐蝕磨損一樣，都需要一定的觸發(fā)條件，其產(chǎn)生也都會引起磨粒磨損的產(chǎn)生。微動磨損是受外界負荷的影響，產(chǎn)生的摩擦作用，從而使金屬材料產(chǎn)生大量碎屑和突出的硬質(zhì)顆粒，而硬質(zhì)顆粒和磨損碎屑的出現(xiàn)又會造成金屬材料的進一步磨損，造成設備空隙阻塞，影響設備的正常運轉(zhuǎn)。

3 防護金屬材料磨損失效的措施

3.1 對金屬材料定期進行保養(yǎng)

金屬材料在使用過程中避免不了摩擦接觸，金屬材料的損耗是正?，F(xiàn)象。而我們要做的就是對金屬材料進行定期、合適的保養(yǎng)，盡可能的將材料磨損降到最小化，延長金屬材料的使用壽命。在保障相關設備安全性的同時，實現(xiàn)生產(chǎn)、工程正常運轉(zhuǎn)。

3.2 強化金屬材料的表面和結(jié)構(gòu)

在金屬材料產(chǎn)生損耗時，金屬材料的尺寸、光滑程度、大小發(fā)生改變。因此，我們可以從這些方面下手，選擇合適的、摩擦力相對較小的尺寸、質(zhì)量、表面光滑程度，盡可能的減少材料損耗，減少成本支出，提高生產(chǎn)效率。

3.3 良好工作環(huán)境的提供

金屬材料的外部環(huán)境會材料造成物理損耗、化學侵蝕等，例如，在粉塵較多的環(huán)境下，會造成金屬材料空隙的堵塞，加大金屬材料運行過程中的摩擦力，造成材料損耗。而濕潤、水分較多的環(huán)境，會對簡述材料造成化學侵蝕，改變材料的性質(zhì)，其硬度、耐性都會受到影響。因此。我們要盡可能的選擇合適、整潔的工作環(huán)境，減少外部環(huán)境造成的金屬材料損耗。

4 結(jié)論

航空運輸、冶金、建筑行業(yè)、車輛行業(yè)的發(fā)展都離不開金屬材料的支撐，而金屬材料的磨損失效是相關企業(yè)發(fā)展共同面臨的問題。因此，我們從金屬材料磨損失效的原因出發(fā)，根據(jù)原因制定合適的防護措施，減少由于材料損耗失效造成的進度延誤、成本增加等問題，保證行業(yè)設備的性能和安全性，促進我國經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。