磨耗试验

　　(一)磨耗机构

　　磨耗是两固体表面互相接触，经摩擦而使表层材料脱落的现象。磨耗依其发生原因可分类为四种机构：

1.黏着磨耗

　　固体表面接触时，其高高低低的峰端，会妨碍两个固体表面百分之百的接触。突出部分彼此接触，因承受大的压力而产生塑性变形，而起冷焊作用，如图1所示之黏着现象。黏着部分因摩擦滑动而使较弱材料之一侧发生剪断，导致材料从较弱的一侧被黏着到较强的一侧，如图2所示。

　　  图1：黏着

　　   图2：黏着部弱材料被剪断

2.刮除磨耗

　　两个硬度不同的固体表面相接触时，较硬固体表面的峰端刺入较软物体的表面，经磨耗作用而刮除较软固体的表面而形成坑孔，如图3所示，此种磨耗称为刮除磨耗。在两个接触面间，如果有外界的硬质颗粒（如砂）介入也会引起刮除磨耗。

　　   图3：刺伤与刮除

3.表面疲劳磨耗

　　疲劳所导致的磨耗常发生于滚动接触的场合，这是反覆的周期变化应力作用在一固体表面，经连续操作后，微小的裂缝在物体表面或内层产生，并且继续扩大，当裂缝延伸至表面后，致使材料成碎块而脱落。此种磨损常在表面留下大小不一的坑孔。此类疲劳磨耗的型式经常发生在齿轮、轴承等机件上。

　　 图4：表面疲劳磨损的过程

4.腐蚀磨耗

　　两固体接触面暴露在腐蚀性气体或液体的环境下，表面因受到腐蚀而产生硬脆的氧化物，这些氧化物与母材的结合力较弱，在磨耗时很容易被剥离，此种现象称为腐蚀磨耗，如图5所示。

　　  图5：磨蚀膜被剥离的情形

(二)影响耐磨耗性的因素

　　1.黏着性

　　不易黏着的材料组合耐磨性较大。

　　2.表面氧化膜

　　氧化膜可防止黏著者较好，若易黏着或脱落，则磨耗增多。

　　3.化学安定性

　　易腐蚀者容易引起腐蚀磨损。

　　4.热传导性

　　摩擦热散热较快者较不易磨损。

　　5.硬度与强度

　　硬材料接触点变形少，耐磨耗性好，但接触不良时，不易牢贴，会增加磨耗量。

　　6.表面粗糙度

　　粗糙度大时，易引起刮除作用，故磨耗量大。

　　7.润滑剂

　　润滑剂可以形成油膜，减少磨耗量，但接触压力大时，油膜破裂，金属会因黏着而增加磨耗量。

　　1.材料

　　AISI 1020低碳钢板在不同测试圈数下试验十根试片。

　　2.实验条件

　　磨耗量＝试验前重量一试验后重量

　　（ａ）干燥无润滑状态

　　（ｂ）磨轮：H－18

　　（ｃ）荷重（砝码重量）：1000g(或500g)

　　3.实验步骤

　　(1)将主机及吸尘器电源打开（ＯＮ）。

　　(2)设定测试参数：测试圈数、吸尘器抽风速度等。

　　a.测试圈数的设定：按下“SELECT TEST CYCLES” 键，输入测试圈数，再按“ENTER”键。

　　b.吸尘器抽风速度的设定：仪器内设值为100，若要更改则按下“SET VACUUM LEVEL”键，输入抽风速度值，再按“ENTER”键。

　　(3)将试片用电子天平秤其重量，量测精度到1mg。

　　(4)将试片置于试片架并用试片夹夹紧。

　　(5)将磨轮安装于磨轮架上旋紧，接着装上砝码并放下磨轮架， 然后放下吸尘器吸嘴。

　　(6)按“START”键开始进行测试，直至试片架停止转动。若试验中要终止试验可按下“STOP”键（紧急停止键）。

　　(7)测试完成后，取下试片观察并用电子天平秤其重量，而磨耗量则以试验前后重量的改变决定。

　　(8)若要继续下一个测试，则按下“RESET CYCLES COMPLETED“键归零，再依上述程序操作。

　　(1)准备试片须注意事项

　　a.试片若经一般硬化处理者，则先车制成毛胚，经处理后，再进一步精磨成标准尺寸。

　　b.实验前试片先以丙酮清洗油污，并用干燥器保管，手不可接触摩擦面。

　　(2)磨轮若发生偏磨耗，则使用所附砂纸置于试片架上当试片做修正。

　　(3)吸尘器抽风速度须能吸取磨耗颗粒，一般设定在70。

　　1.结果记录

　　材料种类

　　热处理方式

　　荷重(砝码重量)

　　编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

　　测试圈数

　　试验前重量(g)

　　试验后重量(g)

　　磨耗量(mg)

　　备注

　　2.磨耗量与回转数之关系曲线图