常用Archard模型,如图1所示。假设单位面积上有几个凸起,在压力p的作用下发生粘着,粘着处直径为n,并假定粘着点处的材料处于屈服状 粘结点形成 粘结点破坏态,其压缩屈服极限为σSC,故
p =n·πa2/4·σSC
由于相对运动使粘着点分离时,一部分粘着点从软方材料中拉拽出直径为a的半球,并设此几率为k,当滑动位移为2a时,单位位移产生的体积磨损量为
ΔV/Δl =n·1/2·πa3/6·K·1/2a= nπa2/24·K =Kp/6σSC
积分上式,且强度与硬度之间有一定关系,则总滑动距离l内的粘着磨损体积为
V =αKpl/H
式中α——系数;
H——材料硬度。
上式表明,粘着磨损体积磨损量与接触压力、滑动距离成正比,与软方材料的压缩屈服强度(或硬度)成反比。在其他条件相同时,如摩擦副较软一方的金属材料的σSC较高,则因难于塑性变形、不易粘着转移而使磨损减小。但是,如果σSC(或硬度H)一定时,材料塑性较好,在相同接触压力下可以产生较大塑性变形,使真实接触面积增加,降低了单位面积上的接触压力,也可减小磨损量,即材料的磨损量与其塑性成反比。考虑这一情况,上式可改写为
V =αKpl/σSC·δ
式中 δ——材料的伸长率。
σSC与δ之乘积为材料的韧性,可见,粘着磨损体积磨损量随较软一方材料的压缩屈服强度和韧性增加而减小。其实,从粘着磨损机理来看,增加硬度固然能减小磨损,但在材料韧性增加时,由于延缓断裂过程,所以也能使磨损量减小。