磨耗试验机

原理

    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。

    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。

    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。

    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.

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

    氧化膜可防止黏着者较好，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。

实验方法

    材料

    AISI 1020低碳钢板在不同测试圈数下试验十根试片。

    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)

    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。

注意事项

    (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。