车辆机械零件在工作时,汽车零件工作表面的物质,由于相对运动不断损耗,使零件产生磨损,造成零件失去设计制造时所给定的功能。按磨损的机理则分为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。必须对相关磨损进行探讨,以便更好的发挥季件功能。
粘着磨损,是指车辆机械零件摩擦表面相互接触,在接触点之间由于分子引力粘附或局部高温熔着,使摩擦表面的金属发生转移而引起的磨损。
(1)表现形式及危害。粘着磨损会因两摩擦面间的强度和硬度的不同而引起不同的磨损形式,主要表现为: 轻微磨损,涂抹,擦伤,胶合和咬死五种形式。摩擦时油膜破裂,摩擦副表面由于微观粗糙而形成接触点,产生分子吸附和原子吸附,甚至造成化学吸附,使接触点形成强粘着.摩擦产生大量的热,促使原子扩散,又强化着微观接触点的粘着作用。使摩擦表面在相对滑动时,粘着点产生塑性变形乃至被剪切撕脱,转移表面物质。这样通过粘着和撕脱的循环反复,形成粘着磨损。磨损表面的外观呈现鳞尾或麻点。摩擦表面发生粘着磨损时,会使油膜破裂,摩擦产生的热量不能散发,粘着点产生塑性变形被剪切撕脱,再粘着再撕脱,严重时会导致摩擦表面被破坏,运动终止,酿成机械事故。
(2)预防措施。保证两摩擦表面间具有易剪切的薄膜,主要有油膜、边界膜和固体剂膜等。两摩擦表面必须形成合适的"楔形”间隙,且油有必须有合适的粘度,才能形成油膜,适度调整车辆机械零件的配合副之间的间隙,名部位必须选用合适的油,在油中加油性添加剂和抗磨极添加剂,在摩擦时可在零件表面形成边界膜。正确选择合适的摩擦副配对材料。采用互溶性小的材料配对组成摩擦副,粘着倾向小,不易发生粘着磨损,或一组摩擦副中,选择表层较弱的金属,减少磨损量。
磨料磨损
磨料磨损是指摩擦面间由于硬质颗粒或硬质凸出物 (磨料),使相对运动的零件表面材料损失,引起的磨损。
(1)表现形式及危害。在磨料对摩擦面产生微观切削、擦伤、刮伤、 冲击下,摩擦面会产生擦痕、沟槽、凹坑、疲劳、微观断裂等磨料磨损破坏,这是车辆机械零件中最常见、危害更大的磨损形式,磨损表面外观呈擦伤、沟纹或条纹状。此磨损会大大降低燃油系的寿命,当发动机油底壳油中的杂质(磨料)增加时,会破坏油膜、拉伤零件表面,使零件表面磨损加剧,严重时会使零件运动卡滞。
(2)预防对策。阻止磨料进入摩擦副之间。车辆使用时要按时、按质对空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器清洁和更换,并保证各管路接头和接合面处无松动。车辆的维修保养场所要环境清洁、空气中含尘量小和地面尘士少,装配前,清洗干净。
疲劳磨损
疲劳磨损是指有相对滚动的零件摩擦面,在接触应力周期性的作用下,摩擦面材料发生疲劳破坏和微粒脱落的现象。 (1)表现形式及危害。它与疲劳断裂破坏的区别是在摩擦表面微观凸蜂的周期性载荷作用下,使微观接触点产生塑性变形,造成残余应力、由于应力集中形成微观裂纹,微观裂纹随摩擦进程的延续进一步扩大并交织在一起,最后围成面积而剥落。疲劳磨损表面外观呈现裂纹或点蚀状,甚至出现疲劳脱层。 (2)预防措施。提高零件表层材料的品质,减少零件表层材料内的非金属夹杂物和其他杂质;减少零件表面的缺陷,如软点、夹杂物、划痕凹坑和腐蚀坑等,这些地方都可能成为裂纹的发源地。提高零件的表面品质。零件表面粗糙度愈小,则抗疲劳磨损的能力愈强。通过喷丸、激光表面冲击、表面渗碳渗氨等表面改性工艺更枣件表面获得残余压应力,从而提高要件的抗疲劳磨损能力。
四、腐蚀磨损
腐蚀磨损是指摩擦材料与周围介质发生化学变化或电化学相互作用引起的磨损。因其介质的性质、介质作用在摩擦表面上的状态以及摩擦材料性质的不同,腐蚀磨损状况也不同。
(1)氧化腐蚀。摩擦金属与氧接触发生塑性变形时,金属表面生成氧的固溶体及氧的化合物(FeO.Fe203),形成红褐色的氧化膜。若生成的是脆性氧化膜,它与基体结合处的抗剪切性能很差,在摩擦过程中极易呈小微粒形式磨脱。若生成的是韧性氧化膜,则抗剪切性能好,氧化膜磨损与金属直接摩擦磨损比较是较缓慢的,或者氧化速度大干磨损速度则氧化膜便能起到保护摩擦面的作用。
(2)化学腐蚀。化学腐蚀是指金属与介质发生化学反映而引起的损坏。如燃烧产物内含有CO2,S02,NO等碳、硫和氨的氧化物,以及水蒸气或冷凝水。它们可直接与金属起化学反应生成腐蚀性膜层,在切向力作用下,很容易把这种腐蚀性膜层撕脱,从而加速了摩擦面的磨损。
(3)电化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属与介质发生电化学反映而引起的损坏。金属与电解质溶液接触,能形成原电池,其中电位低的金属原子溶解成为正离子,使它表面电子过剩构成电池的负极。这种原电池电流无法利用,但是它却能使负极金属腐蚀,成为腐蚀电池。如果金属表面有杂质,且杂质又是高电位构成的正极,也将使金属产生腐蚀。 (4)预防措施。车辆在使用时要避免发动机长期在低温下工作,避免车辆频繁启动或在行驶中突然加减速,减少腐蚀介质的。
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