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耐磨性是材料抵抗磨損的性能。材料的耐磨損性能,用磨耗量或耐磨指數表示。[1]耐磨性又稱耐磨耗性。耐磨性幾乎和材料所有性能都有關係,而且在不同磨耗機理條件下,為提高耐磨性對材料性能亦有不同要求。[2]
耐磨性簡介
耐磨性是指材料抵抗機械磨損的能力。在一定荷重的磨速條件下,單位面積在單位時間的磨耗。用試樣的磨損量來表示,它等於試樣磨前質量與磨後質量之差除以受磨麵積,以材料在規定摩擦條件下的磨損率或磨損度的倒數來表示。
耐磨性的作用
磨損是工業領域和日常生活中常見的現象,造成這一現象的原因很多有物理化學和機械方面的,主要有磨粒磨損,粘着磨損(膠合),疲勞磨損(點蝕),腐蝕磨損,是造成材料和能源損失的一個重要原因。磨損問題涉及的範圍很廣。材料耐磨性作為工程研究,其目的所在是產品製造和產品生產過程中的磨損問題以及研究如何防止或減少磨損的工藝措施和方法。研究磨損的歷史是和摩擦學的發展緊密聯繫的。根據我國國情和經濟發展的需要,結合工業領域中存在的各種磨損問題,大力開展有關磨損方面的基礎理論和實際應用方面的研究,將能對我國經濟建設作出巨大的貢獻。
耐磨性測定
1.失重法:採用化學天平,取平均值,特點是:靈敏度高,試樣要清洗乾淨保持乾燥。
2.尺寸變化側重法:使用卡尺,測微儀,氣動傳感器,光學干涉儀等儀器。特點是:操作簡單,但是測定比較困難。
3.表面形貌測定法:使用的是表面粗糙度儀,局部測量取平均數值。特點是:測定的是絕對值。
4.刻痕法:使用顯微鏡和硬度計,進行局部測量。特點是:沿壓痕深度測量。
5.同位素測定方法:進行照相,使用計數器。特點是:連續記錄,敏感,對入體有損,需採用保護裝置。
耐磨性的表示
耐磨性幾乎和材料所有性能都有關係,而且在不同磨耗機理條件下,為提高耐磨性對材料性能亦有不同要求。由於摩擦材料和試驗條件各不相同,可用磨耗指數表示或由用磨耗試驗機在規定條件下進行試驗所測得的材料減量(g/cm2),或其倒數表示,耐磨性是摩擦磨損試驗中的一個測量參量。材料的耐磨性常以磨損率G表示,其計算公式為
式中G——材料的磨損率,g/cm2;
m1,m2——材料磨損前後的質量損失,g;
A——材料試件受磨損面積,cm2。
材料的磨損率G值越低,表明該材料的耐磨性越好。
此外,還廣泛使用相對耐磨性的概念,相對耐磨性用下式表示
式中——相對耐磨性;
M1——標準式樣的磨損量;
M2——被測試樣的磨損量。
相對耐磨性的係數亦稱磨損係數。
耐磨性影響因素
1、硬度:金屬材料的耐磨性可以由材料的硬度來衡量。這主要是因為材料的硬度反映了材料抵抗物料壓入表面的能力,硬度高物料壓入材料表面的深度就淺,切削產生的磨悄體積就小,即磨損就小,耐磨性就高。
2、晶體結構的晶體的互溶性:密排六方點陣金屬材料,即使摩擦面在非常乾淨的情況下,其摩擦因數仍為0.2-0.4,磨損率也較低。
3、溫度:溫度主要是通過對硬度、晶體結構的轉變、互溶性以及增加氧化速率的影響來改變金屬材料的耐磨性的。金屬的硬度通常隨溫度的上升而下降,所以溫度升高,磨損率增加。
4、塑性和韌性:塑性和韌性高說明材料可吸收的能量大,裂紋不易形成和掮,材料隨反覆變形能力大,不易形成疲勞剝落,即耐磨性好。
5、強度:磨損過程中,金屬基體強度高,可以對抗磨硬質相提供良好的支撐,充分發揮抗磨硬質相抵抗磨損的能力,使耐磨材料表現出優異的耐磨性。
6、夾雜物等冶金缺陷:鋼中的非塑性夾雜物等冶金缺陷,對疲勞磨損有嚴重的影響。
7、表面粗糙度:在接觸應力一定的條件下,表面粗糙度值越小,抗疲勞磨損能力越高。當表面粗糙值小到一定值後,對抗疲勞磨損能力的影響將減小。
耐磨性的耐久性
紙經受橡皮、砂紙和類似物體摩擦作用時的耐久性也稱耐磨性。表徵紙的表面硬度。這種性質通過在規定的負荷和移動速率下,以標準摩擦材料摩擦紙時,紙的重量損失率來表示。某些希望有表面硬度的紙如箱板紙和書寫紙,一般要用澱粉或膠料進行表面處理。
耐磨性相關延伸
塗層耐磨性
塗層耐磨性在塗料工業中指塗層對摩擦機械作用的抵抗能力。實際上是塗層的硬度、附着力和內聚力綜合效應的體現。在條件相同的情況下,塗層耐磨性優於金屬材料,因其有黏彈性效應,可把能量緩衝、吸收和釋放掉。通常用塗膜耐磨儀測定耐磨性。在一定的負載下,塗膜用橡膠砂輪經規定的轉數打磨後,求得塗膜的失重量,以克表示。
織物耐磨性
織物耐磨性是指織物抵抗磨損的性能。磨損是指織物在使用過程中經常受到其他物體的反覆摩擦而逐漸被損壞的現象。織物的耐磨能主要由其平磨次數來衡量。織物在紗線結構、紗號、密度相同的情況下,平磨次數的高低主要與織物的磨擦支持面積大小密切相關,即磨擦支持面積越大,平磨次數越高。
參考文獻
- ↑ 如何評價材料的耐磨性?知乎
- ↑ 耐磨性的概念及其測試方法搜狐網