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2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2:黏着
图3: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4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4: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5: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6
5所示。
图6:磨蚀膜被剥离的情形
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。