金屬磨損試驗(yàn)及測(cè)量方法范文

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《環(huán)境技術(shù)雜志》2015年第一期

1磨損試驗(yàn)方法

磨損試驗(yàn)方法可分為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)兩類。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物試驗(yàn)具有與實(shí)際情況一致或接近一致的特點(diǎn)。如將活塞環(huán)裝機(jī)并使汽車行駛一定行程后，拆機(jī)測(cè)量活塞環(huán)的開口間隙即可得摩損量。因此實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果可靠性大。但這種試驗(yàn)所需時(shí)間長(zhǎng)，且外界影響因素難于掌握和分析。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)雖然具有試驗(yàn)時(shí)間短、成本低且易于控制各種影響因素等優(yōu)點(diǎn)，但試驗(yàn)結(jié)果往往不能直接表明實(shí)驗(yàn)情況。因此研究重要機(jī)件的耐磨性時(shí)往往兩種方法都要使用。現(xiàn)在常用的磨損試驗(yàn)機(jī)有滾子式磨損試驗(yàn)機(jī)；環(huán)塊磨損試驗(yàn)機(jī)；旋轉(zhuǎn)圓盤一銷式磨損試驗(yàn)機(jī)；往復(fù)式摩擦、磨損試驗(yàn)機(jī)；四球式摩擦、磨損試驗(yàn)機(jī)；接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)；濕磨科磨損試驗(yàn)機(jī)。下面介紹以下滾子式磨損試驗(yàn)機(jī)的原理。如圖2所示為滾子式磨損試驗(yàn)機(jī)的原理示意圖，它模擬齒輪嚙合、活塞環(huán)與缸套、火車車輪與鋼軌類摩擦形式的磨損。它可用來(lái)測(cè)定金屬或非金屬的磨損及摩擦系數(shù)。它主要進(jìn)行滑動(dòng)，亦可進(jìn)行滾動(dòng)，滾動(dòng)帶滑動(dòng)。對(duì)滑、帶沖擊的磨損或帶軸向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)磨損試驗(yàn)，可以進(jìn)行干摩擦或有潤(rùn)滑摩擦的試驗(yàn)。試樣分上試樣和下試樣兩種。下試樣為圓盤形，其標(biāo)準(zhǔn)直徑為40mm。上試樣可以是圓盤形，也可是軸瓦形和長(zhǎng)方形，見圖3。

2磨損量的測(cè)量

磨損試驗(yàn)后，要確定其磨損量就一定要有最適宜的磨損量測(cè)量方法，下面就目前常用和特殊的幾種方法進(jìn)行介紹。1）稱重法測(cè)量磨損試驗(yàn)前后試樣重量變化，其差數(shù)即為磨損量。最常用的測(cè)量器具是感量為萬(wàn)分之一克的分析天平。對(duì)于一些磨損量較大或本身質(zhì)量太大的試樣，分析天平稱量的總重量不夠時(shí)，可由感量千分之一克的天平或百分之一克的工業(yè)天平代替。稱量法不適用于磨損量極微的磨損樣品的測(cè)量。2）測(cè)長(zhǎng)法適用當(dāng)精度的長(zhǎng)度測(cè)量器對(duì)磨損試驗(yàn)前后的摩擦表面法向尺寸進(jìn)行測(cè)量，其差數(shù)即為磨損量。測(cè)量器具可以是千分尺、指示百分表、指示千分尺、測(cè)長(zhǎng)儀、比較儀讀數(shù)顯微鏡、電子量?jī)x或氣動(dòng)量?jī)x。選用器具要根據(jù)磨損樣品的大小、形狀及磨損量大小進(jìn)行。對(duì)于磨損量在μm級(jí)的極小樣品，測(cè)量時(shí)應(yīng)在恒定條件下進(jìn)行。3）微觀輪廓法試驗(yàn)前后在摩擦表面上同一部位記錄其微觀輪廓起伏曲線，即測(cè)定同一部位輪廓線的試驗(yàn)前后變化量，根據(jù)其變化量來(lái)確定磨損量。它主要用于磨損量及微小的樣品。測(cè)量器具是表面粗糙輪廓儀。4）人工測(cè)量基準(zhǔn)法這種方法是在磨損試樣表面上人為地做一個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)——凹痕，用試驗(yàn)前后測(cè)量凹痕的變化來(lái)確定磨損量。這種人工測(cè)量基準(zhǔn)法使用于磨損量較小的磨損樣品的磨損量測(cè)量。按人工基準(zhǔn)形成方法不同又可分為三種：①壓痕法；②臺(tái)階法；③切槽磨槽法。5）化學(xué)分析法此法是利用化學(xué)分析來(lái)測(cè)定磨損試驗(yàn)?zāi)Σ僚技湓跐?rùn)滑劑中的磨損產(chǎn)物的含量，從而間接測(cè)定磨損速度。因?yàn)槟p試驗(yàn)時(shí)，金屬屑不斷掉入潤(rùn)滑劑中，潤(rùn)滑劑中的金屬含量就不斷增加，只需知道潤(rùn)滑劑的總量，便可每隔一定時(shí)間從油箱中取油樣分析出單位體積的潤(rùn)滑劑的金屬含量，得出每段時(shí)間的磨損速度。6）放射性同位素法此方法的基本原理是首先使磨損試樣帶有放射性，或嵌入放射性物質(zhì)，這樣，在磨損過(guò)程中，落入潤(rùn)滑劑油中的磨損產(chǎn)物具有放射性，因此尚可利用計(jì)數(shù)器（蓋率計(jì)數(shù)器或閃爍計(jì)數(shù)器等）確定潤(rùn)滑油中的放射性強(qiáng)度。通過(guò)標(biāo)定，可換算成相應(yīng)的磨損量。這種方法靈敏、迅速，可測(cè)微量磨損，但需特殊的防護(hù)措施及測(cè)量?jī)x器。7）運(yùn)轉(zhuǎn)特性改變法根據(jù)試樣或零部件運(yùn)轉(zhuǎn)性的改變，來(lái)決定磨損程度。它是一種間接而綜合的判定磨損的方法。如利用密封件泄露量的改變等。

3磨損量的表示法

磨損試驗(yàn)結(jié)果的表示方法有很多，上面所介紹的7種磨損試驗(yàn)方法其試驗(yàn)結(jié)果的表示方法可歸納為以下6種表示法：1）線磨損線磨損的物理意義為磨損試樣摩擦表面試驗(yàn)前后法向尺寸的變化。線磨損量=試樣原始尺寸-磨損后尺寸2）質(zhì)量磨損其物理意義為磨損試驗(yàn)前后試樣質(zhì)量的變化。其表示式為：質(zhì)量磨損量=試樣原始尺寸—磨損后尺寸3）體積磨損其物理意義為磨損試驗(yàn)前后試樣的體積變化。4）磨損率其物理意義為磨損試驗(yàn)單位時(shí)間試樣的質(zhì)量磨損量或單位摩擦距離的質(zhì)量磨損量。5）磨損系數(shù)其物理意義為磨損試驗(yàn)后試驗(yàn)材料與對(duì)比材料質(zhì)量磨損量之比。6）耐磨性系數(shù)其物理意義為磨損試驗(yàn)后對(duì)比材料與試驗(yàn)材料質(zhì)量磨損量之比。

4結(jié)論

本文對(duì)金屬磨損試驗(yàn)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，給出了磨損量的測(cè)量算法，在工作中有很重要的作用。

作者：范秋濤翁榕陳曉慧單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第49研究所