李亮

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，材料工業(yè)行業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)良好穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，然而當(dāng)前該行業(yè)在發(fā)展的過程當(dāng)中面臨一個(gè)普遍的問題就是金屬材料磨損的問題。金屬磨損不僅造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失同時(shí)也導(dǎo)致其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量的下降。因此對(duì)于相關(guān)的人員來(lái)說，他們應(yīng)當(dāng)分析金屬材料磨損失效的原因，同時(shí)采取一定的防護(hù)措施，有效地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文從金屬材料磨損過程、金屬材料磨損失效的危害、金屬材料失效磨損的基本形式、金屬材料磨損失效防護(hù)措施四方面進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：金屬材料;磨損失效;分析;防護(hù)措施

引言：在當(dāng)前的工業(yè)企業(yè)機(jī)械設(shè)備中，金屬磨損失效現(xiàn)象是一個(gè)較為常見的問題。它不僅影響機(jī)械設(shè)備的可靠性和安全性，而且還會(huì)對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響，造成經(jīng)濟(jì)損失。一些磨損較為嚴(yán)重的設(shè)備在使用的過程當(dāng)中還可能會(huì)造成惡劣安全事故，因此需要對(duì)金屬材料磨損高度關(guān)注，了解金屬材料磨損失效的機(jī)理，并對(duì)防護(hù)措施進(jìn)行深入的研究，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1? 金屬材料磨損過程

1.1跑和階段

跑和階段是金屬材料磨損的初始階段，由于磨損物體之間具有一定的粗糙度，造成它們之間的相互摩擦，物體凸起的地方相對(duì)接觸力度較大，磨損程度更深，磨損的速度相對(duì)較快。當(dāng)物體磨損一段時(shí)間后，兩個(gè)物體磨損的表面接觸面積增加，這時(shí)候磨損的速度也逐漸降低。

1.2穩(wěn)定磨損階段

穩(wěn)定磨損階段在跑和階段之后，由于跑和階段已經(jīng)進(jìn)行了前期的磨損，凸起的地方相對(duì)較少，兩物體之間磨損的接觸面積增大，粗糙度降低，壓強(qiáng)減小，此時(shí)物體磨損將進(jìn)入到穩(wěn)定階段，這一階段磨損量與磨損時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)[1]。

1.3劇烈磨損階段

劇烈磨損階段是金屬材料磨損的最后階段，由于前期時(shí)間的磨損，金屬材料的溫度以及內(nèi)部的組織條件已經(jīng)產(chǎn)生變化，這些變化也在逐漸地提高材料磨損的速度，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行造成影響。機(jī)械設(shè)備的工作效率將大大地降低，運(yùn)作的過程當(dāng)中也伴隨著噪音以及機(jī)械的震動(dòng)，直到零件磨損到最后失效為止。

2? 金屬材料磨損失效的危害

金屬材料之間的摩擦磨損是不可避免的，通常這種摩擦?xí)?dǎo)致主體表面的破壞，也會(huì)對(duì)金屬材料的性能、外形產(chǎn)生一定的影響。金屬材料一般在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作過程中磨損較為嚴(yán)重，因?yàn)樵谠O(shè)備運(yùn)作的過程中轉(zhuǎn)動(dòng)速度較快，再加上空氣當(dāng)中的水汽以及粉塵也加劇了磨損的速度。這些附著物在設(shè)備的表面隨著金屬材料的摩擦而不斷地摩擦，加快了金屬材料的磨損消耗。而且如果這些附著物長(zhǎng)期得不到清理，堆積較多時(shí)，可能會(huì)造成設(shè)備的無(wú)法使用，對(duì)設(shè)備的一些性能造成影響，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，不僅會(huì)對(duì)工作人員的生命安全造成威脅，同時(shí)也降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

3? 金屬材料失效磨損的基本形式

3.1疲勞磨損

金屬材料在摩擦過程中，往往會(huì)忽略周期負(fù)荷，長(zhǎng)時(shí)間摩擦之后，會(huì)導(dǎo)致接觸應(yīng)力的提高，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，金屬設(shè)備往往無(wú)法持續(xù)承重，會(huì)導(dǎo)致金屬材料的變形或者是性能的改變。疲勞磨損的產(chǎn)生往往都是金屬設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷工作造成的，當(dāng)設(shè)備無(wú)法具有承重效果時(shí)，其表面就會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，甚至出現(xiàn)裂痕。從彈力學(xué)角度進(jìn)行分析，如果不重視設(shè)備的疲勞磨損，可能會(huì)對(duì)企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2磨粒磨損

磨粒磨損是金屬磨粒之間相互造成的一種磨損形式，對(duì)于大多數(shù)金屬材料來(lái)說，都會(huì)產(chǎn)生磨粒磨損。而且不同的金屬材料磨損的程度也不相同，一般情況下，高應(yīng)力狀態(tài)加上硬度較高的磨粒會(huì)加速磨損的速度，如果磨粒的硬度較弱，會(huì)導(dǎo)致金屬材料表面出現(xiàn)劃痕，如果磨粒的硬度較小，則產(chǎn)生的磨損在正常磨損范圍內(nèi)[3]。

3.3腐蝕磨損

在企業(yè)的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作過程中，金屬材料往往暴露在空氣外面，空氣當(dāng)中的水汽以及粉塵會(huì)附著到設(shè)備表面上，在金屬材料相互摩擦?xí)r，水汽與粉塵也會(huì)參與到摩擦當(dāng)中，加劇金屬的腐蝕。因?yàn)橐恍┗顒?dòng)性較強(qiáng)的金屬會(huì)與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加快磨損的速度。為了減少磨損，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)定期清理設(shè)備的附著物，降低金屬材料的磨損速度。

3.4黏著磨損

黏著磨損是一種較為復(fù)雜的磨損形式，往往會(huì)造成金屬設(shè)備表面性能的改變。黏著磨損往往發(fā)生在金屬設(shè)備粗糙度較高或者是超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)金屬材料表面的應(yīng)力升高，在不斷地摩擦過程中，金屬材料表面的溫度不斷上升，最終導(dǎo)致金屬表面出現(xiàn)熔化現(xiàn)象。在金屬表面溫度下降之后，會(huì)導(dǎo)致熔化的部分出現(xiàn)黏連，隨著不斷地摩擦，黏連部分會(huì)被切斷，產(chǎn)生相應(yīng)的磨屑。

4? 金屬材料磨損失效防護(hù)措施

4.1提高金屬材料表面的耐磨性

為了降低金屬材料的磨損力度，可以通過化學(xué)熱處理、表面形變強(qiáng)化、表面熱處理強(qiáng)化等方式提高金屬材料表面的耐磨性。化學(xué)熱處理是指通過固態(tài)擴(kuò)散的方式，將外來(lái)因素滲透到金屬內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)金屬材料化學(xué)成分的調(diào)整，增強(qiáng)金屬表面的性能。然而化學(xué)熱處理的方式耗用的成本較大，處理時(shí)間長(zhǎng)，而且需要專業(yè)的人員進(jìn)行操作，所以這種方式不適合普遍推廣使用。表面形變強(qiáng)化是指通過冷擠壓、噴丸等物理方法強(qiáng)化金屬材料的表面性能，通過變形使其出現(xiàn)硬化層，增強(qiáng)金屬材料的耐磨性能。表面熱處理強(qiáng)化是指根據(jù)固態(tài)相變的規(guī)則，通過高溫加熱的方式對(duì)金屬材料表面產(chǎn)生耐磨性和內(nèi)部疲勞強(qiáng)度，進(jìn)而降低金屬設(shè)備的磨損程度[4]。

4.2定期維修保養(yǎng)

金屬材料之間的摩擦是不可避免的，但是可以通過定期維修保養(yǎng)的方式達(dá)到降低磨損的效果?？梢酝ㄟ^使用潤(rùn)滑油的方式來(lái)進(jìn)行保養(yǎng)，這種方式可以提高金屬材料表面的性能，同時(shí)還可以延長(zhǎng)金屬材料的壽命。同時(shí)還可以通過預(yù)防性的維修方式，設(shè)備的工作人員應(yīng)當(dāng)了解設(shè)備運(yùn)作的實(shí)際情況，根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，提前進(jìn)行預(yù)防維修，防止金屬磨損導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法運(yùn)行狀況的出現(xiàn)。同時(shí)還可以通過對(duì)磨損現(xiàn)象進(jìn)行分析以及對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分類，更深層次地了解設(shè)備的磨損機(jī)理，進(jìn)一步對(duì)設(shè)備維修保養(yǎng)。

4.3改善金屬材料的制造工藝

在制造金屬材料時(shí)，可以通過對(duì)金屬材料工藝的優(yōu)化來(lái)提高材料的耐磨性能，通過提高表面的潤(rùn)滑性降低磨損。同時(shí)也可以對(duì)機(jī)械設(shè)備的其他工藝進(jìn)行優(yōu)化，比如鑄造、焊接等，這種類型的優(yōu)化可以提高設(shè)備的抗化學(xué)腐蝕性能，減少水汽、粉塵對(duì)金屬的腐蝕。對(duì)于日常設(shè)備的使用，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行考察與分析，選擇耐磨的金屬材料，提高設(shè)備運(yùn)作的穩(wěn)定性和安全性。

結(jié)束語(yǔ)：

對(duì)于當(dāng)前的企業(yè)來(lái)說，它們應(yīng)當(dāng)重視金屬材料磨損的現(xiàn)象，并通過了解材料磨損的機(jī)理，找到適合當(dāng)前金屬設(shè)備更好的防護(hù)措施。可以通過提高金屬材料表面的耐磨性、定期維修保養(yǎng)、改善金屬材料的制造工藝等方式改變金屬材料的表面性能，提高金屬材料的耐磨性，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)也需要做好金屬材料磨損的預(yù)防工作，盡量通過及時(shí)預(yù)防降低材料的磨損速度，延長(zhǎng)金屬材料的壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭林秀.淺談金屬材料磨損失效及防護(hù)措施[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2020，18（24）：25-26.

[2]張偉.淺談金屬材料磨損失效及防護(hù)措施[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（18）：23-24.

[3]滕棟云.金屬材料磨損失效分析及防護(hù)措施[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2019（05）：280+282.

[4]丘先堂，張雪莉，余雷.金屬材料磨損失效及防護(hù)措施分析[J].山西冶金，2017，40（05）：115-117.

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