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耐磨鋼球的磨損失效相關因素
2018-1-18
來源:未知
点击数:  655        作者:未知
  • 磨損——由于機械作用造成物體表面材料逐漸損耗。磨損失效——由于材料磨損引起的機械産品喪失應有的功能。而耐磨鋼球磨損在整個磨料損耗中所占的比重超過50%。所謂磨料磨損:是由外部進入摩擦面間的硬顆粒或突出物在較軟材料的表面上犁刨出很多溝紋,産生材料的遷移而造成的一種磨損現象。分析耐磨鋼球的磨損機理須從機件磨損的外在環境條件和耐磨鋼球內在特性兩個方面進行考慮。
    機件磨損的外在環境條件:有硬度、力度、速度、角度、溫度、濕度、粒度等幾個方面。
    1、被磨料的硬度:在磨損的諸多特性中,物料硬度的影響最爲重要。
    2、力度;這裏特指物料對磨料的壓力。隨著磨損壓力的增加,磨損量隨之增大,因爲隨著壓力的增大磨料對耐磨鋼球的刺入深度增加,對材料表面進行切削變形的能量隨之增強。
    3、磨機的速度:對于不同磨損種類,磨損速度的影響是不同的。滑動磨損情況下,速度的影響並不明顯。沖蝕磨損速度對磨損有重要影響,當沖擊速度高到一定程度時,原本在滑動磨損或低速情況不造成磨損的物料此時也可以造成磨損。
    4、角度:沖蝕磨損中沖擊角度對磨損的影響非常大。沖擊角度對脆性材料和韌性材料的影響不同。對于陶瓷等脆性材料,隨著角度的增加磨損量增加,在接近90°角的垂直沖擊條件下,磨損量達到******,這表明脆性材料不適合在大角度沖蝕工況下使用;對于韌性材料,磨損量先是隨著沖擊角度增加而增加,在某一角度時達到******值,其後隨著沖擊角度的增加磨損量隨之下降。這表明韌性材料在低角度工況下工作容易發生磨損,而在高角度時則可充分發揮其耐磨性。這是因爲韌性材料硬度較低,低角度沖蝕時磨粒對表面的切削最有利,磨損量即上升,而脆性材料在垂直沖擊時,材料表面最容易碎裂剝落,所以磨損量******。
    5、溫度:隨著溫度的升高磨損隨著加大。
    6、濕度:實際工程中,在金屬摩擦副的情況下,液體進入對磨界面,磨損可以大大下降;可是在磨料磨損的情況下,磨料中有水分進入,磨損反而變得嚴重。
    7、粒度:磨料粒徑:對磨損的影響最初隨著粒徑的增大磨損呈線性關系增大,當達到某個數值即所謂的臨界粒徑之後,磨損的增長就變得緩慢,或者出現不再增長的情況。
    更有意義的是物料與磨料的相對硬度,或者說是硬度比值。從對磨料磨損進行的大量試驗發現,物料硬度與磨料硬度的比值與磨損量之間有如圖2中的關系。圖2中H1和H2分別爲物料M1和M2的硬度。兩種不同硬度物料隨著磨料硬度變化時的磨損體積變化以及兩種物料磨損體積之比的變化規律,在圖2中,對于較軟的物料M1而言,當磨料的硬度小于物料的硬 度H1時,隨著磨料硬度的增加,磨損上升緩慢,而當磨料的硬度上升到物料硬度左右時,磨損對磨料硬度最爲敏感,當磨料硬度超過物料的硬度後,繼續提高磨料的硬度對磨損沒有影響。對于硬物料M2也存在同樣變化規律,歸納起來可以將磨損分爲三個區域:Ⅰ低磨損區,Hs(1.25~1.13),式中Hm爲材料的硬度,Hs爲磨料的硬度,Ⅱ過渡磨損0.8Hs;Ⅲ高磨損區,Hm<1.25Hs。低磨損區Ⅰ:在Ⅰ區磨損不嚴重,對于硬度遠高于加工物料的工件來說,造成工件有效磨損組份不是加工物料,而是其中的少量高硬度雜質,這些只占百分之幾的雜質控制著磨損過程。 過渡磨損區Ⅱ:大多數的磨損常常發生在Ⅱ區,這時礦物與工件的硬度接近,提高工件的硬度可以顯著地提高工件的耐磨性,這一情況對于失效分析和耐磨材料的選擇具有指導意義。
    當磨料硬度進一步增加時,即進入高磨損的Ⅲ區,此時耐磨鋼球不再隨磨料的硬度增加或增加得緩慢,在此區內盲目提高材料的硬度,無助于磨損的改善,並且增加了成本。
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