表面质量对耐磨性的影响分析

零件的磨损，一般分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段，如图6-2 所示。工作表面在初期磨损阶段磨损得很快，这是因为两个零件的表面互相接触时，实际上只是一些凸峰顶部接触，当零件上有了载荷作用时，凸峰处的单位面积压力也就很大。当两个零件发生相对运动时，在接触的凸峰处就产生弹性变形、塑性变形及剪切等，造成零件表面的磨损，且磨损很快；随着磨损的发展，接触面积逐渐加大，单位面积的压力逐渐降低，磨损变慢，进入正常磨损；磨损到一定程度后，零件表面质量明显恶化，将产生急剧磨损。

1）表面粗糙度的影响。由试验得知（图6-3），适当的表面粗糙度可以有效减轻零件的磨损，但表面粗糙度值过低，也会导致磨损加剧。因为表面越光滑，存储润滑油的能力越差，金属分子的吸附力增大，难以获得良好的润滑条件，紧密接触的两表面便会发生分子黏合现象而咬合起来，金属表面发热而产生胶合，导致磨损加剧。

2）表面加工硬化的影响。机械加工后的表面，由于冷作硬化，表面层金属的硬度显著提高，可降低磨损。加工表面的冷作硬化，一般能提高耐磨性，但过度的冷作硬化将使加工表面金属组织变得“疏松”，严重时甚至出现裂纹，使磨损加剧。

3）金相组织变化的影响。金相组织的变化也会改变表面层的原有硬度，影响表面的耐磨性。例如，淬火钢工件在磨削时产生回火软化，将降低其表面的硬度，使耐磨性明显下降。

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图6-2　磨损过程的基本规律

1—初期磨损；2—正常磨损；3—急剧磨损

图6-3　表面粗糙度与初期磨损率的关系