TPM咨詢公司提出當(dāng)摩擦副兩對(duì)偶表面作相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，由于粘著致使材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一表面或材料從表面脫落而引起的磨損現(xiàn)象，統(tǒng)稱粘著磨損。

　　

　　1．磨損機(jī)理

　　

　　由于摩擦副兩對(duì)偶表面間實(shí)際接觸面積很小，接觸點(diǎn)應(yīng)力很高，接觸點(diǎn)溫度有時(shí)高達(dá)1000℃，甚至更高，而基體溫度一般較低，因此一旦脫離接觸，其接觸點(diǎn)溫度便迅速下降（一般情況下接觸點(diǎn)高溫持續(xù)時(shí)間只有幾ms）。摩擦副對(duì)偶表面處于這種高溫和高應(yīng)力狀態(tài)下，潤(rùn)滑油膜、吸附膜或其它表面膜則發(fā)生破裂，使接觸微峰產(chǎn)生粘著，隨后在滑動(dòng)中粘著點(diǎn)被剪斷。由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)使表面膜破壞更嚴(yán)重、更易粘著。這種粘著、剪斷、再粘著的交替過程就構(gòu)成了粘著磨損。粘著點(diǎn)的剪斷位置決定粘著磨損的嚴(yán)重程度，按粘著磨損的嚴(yán)重程度，可將粘著磨損分為以下幾類（設(shè)摩擦副的兩個(gè)基體A與B以及粘著點(diǎn)AB的抗剪強(qiáng)度依次為τA、τB、τAB，其中τA ＜τB。

　　

　?。?）輕微磨損　　若τAB＜τA＜τB,則剪切發(fā)生在粘著．界面，材料轉(zhuǎn)移極微，磨損很輕。通常在金屬表面具有氧化膜、硫化膜以及其它表面膜時(shí)，發(fā)生此種粘著磨損，如缸套一活塞環(huán)副的正常磨損。

　　

　　（2）徐抹　　若τA＜τAB＜τB ,則剪切發(fā)生在A的表面淺層內(nèi)，被剪切下的材料涂抹在B的表面上，并形成很薄的涂層，隨后變?yōu)锳材料之間的摩擦。由于表層的冷作硬化，剪切仍發(fā)生在A的淺表層，其磨損程度比輕微磨損略大，摩擦因數(shù)與輕微磨損相當(dāng)，如重載蝸桿一蝸輪副的磨損常為此種情況（蝸輪表面的銅涂抹在蝸桿表面上）。

　　

　　（3）擦傷　　若2096τA＜τB＜τAB，則剪切發(fā)生在A的亞表層內(nèi)（有時(shí)也發(fā)生在B的亞表層內(nèi)），被剪切下的材料轉(zhuǎn)移到B表面上而形成粘著物，這些粘著物又擦傷A表面，如內(nèi)燃機(jī)中鋁活塞一缸套副常發(fā)生這種粘著磨損。

　　

　　（4）膠合　　若τA<τB<τAB，且接觸點(diǎn)局部溫度較高和接觸應(yīng)力很大，則剪切發(fā)生在一方或雙方基體較深層處，這時(shí)表面將沿著滑動(dòng)方向呈現(xiàn)明顯的撕脫。這是一種危害性極大的磨損（容易發(fā)展變?yōu)橐溃?，有時(shí)會(huì)突然發(fā)生，所以一定要預(yù)防。通常高速重載摩擦副或相同金屬材料組成的摩擦副易出現(xiàn)這種磨損。齒輪副、蝸桿一蝸輪副及凸輪一挺桿副等，都有可能發(fā)生這種磨損。

　　

　?。?）咬死　　粘著點(diǎn)抗剪強(qiáng)度相當(dāng)高，表面瞬時(shí)閃發(fā)溫度也相當(dāng)高，粘著面積很大，粘著點(diǎn)不能剪斷而造成相對(duì)運(yùn)動(dòng)中止的現(xiàn)象。咬死現(xiàn)象是膠合磨損最嚴(yán)重的表現(xiàn)形式，如主軸一軸瓦副有時(shí)會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。

 

粘著磨損

　　

　　2.影響磨損的因素

　　

　?。?）材料性質(zhì)　脆性材料的抗粘著磨損能力比塑性材料高。塑性材料的粘著破壞常發(fā)生在表層深處，磨屑：的顆粒大；而脆性材料的粘著破壞常發(fā)生在表層淺處，磨屑的顆粒細(xì)小。材料的屈服點(diǎn)或硬度愈高，其抗粘著磨損能力也愈強(qiáng)。

　　

　　不同材料或互溶性小的材料組成的摩擦副，比相同材料或互溶性大的材料組成的摩擦副的抗粘著磨損能力高，如鐵與鎳、鋁相溶，則不能配對(duì)成摩擦副；鉛、錫、銀、銦與鐵不相溶，所以常用這幾種金屬的合金作軸瓦。

　　

　　金屬與非金屬（如石墨、塑料等）組成的摩擦副比金屬摩擦副的抗粘著磨損性能好。

　　

　?。?）表層性質(zhì)　采用表面處理工藝使摩擦副對(duì)偶表面互溶性減少，從而避免同種金屬相互接觸，可提高抗粘著磨損能力。如電鍍、表面化學(xué)熱處理、表面合金沉積、噴鍍、刷鍍和堆焊等工藝，都可提高抗粘著磨損能力。

　　

　　（3）表面平均壓力　表面平均壓力，即法向載荷除以名義接觸面積。當(dāng)表面平均壓力低于σs時(shí)，磨損度穩(wěn)定不變；當(dāng)表面平均壓力超過σs時(shí)，磨損度急劇增大，由緩慢磨損轉(zhuǎn)變?yōu)閯×夷p，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生咬死現(xiàn)象。這是因?yàn)楸砻嫫骄鶋毫Φ陀?sigma;s時(shí)，相互接觸的微峰下的塑性變形區(qū)絕大多數(shù)是相互獨(dú)立的，這時(shí)實(shí)際接觸面積與法向載荷成正比，而接觸應(yīng)力不會(huì)因法向載荷的增大而增大；當(dāng)表面平均壓力超過σs時(shí)，相互接觸的微峰下的塑性變形區(qū)相互作用，整個(gè)表層都呈塑性流動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)實(shí)際接觸面積不再隨法向載荷的增加而增大，極易出現(xiàn)膠合磨損現(xiàn)象。

　　

　　（4）滑動(dòng)速度　在表面平均壓力一定的情況下，粘著磨損和磨損率隨滑動(dòng)速度的增大而增大，到了某一極大值后，又隨滑動(dòng)速度的增大而減小。有時(shí)隨滑動(dòng)速度的變化，磨損類型也發(fā)生變化。

　　

　　產(chǎn)生上述現(xiàn)象是因?yàn)樽畛趸瑒?dòng)速度的增大主要使表面溫度升高而將部分表面膜破壞和使摩擦副的強(qiáng)度降低，粘著磨損增加，相應(yīng)其磨損率也就增大；當(dāng)因速度增大而使表面溫度高于某一值后，在表面易形成一層氧化膜而阻止金屬表面的大面積接觸，一從而使粘著磨損減少，相應(yīng)其磨損率也就減小。另一方面，因滑動(dòng)速度升高而產(chǎn)生熱量使表層軟化而基體并不軟化，也可使磨損減輕。

　　

　　（5）溫度　溫度對(duì)粘著磨損的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是破壞表面膜，使之產(chǎn)生新生面的直接接觸；二是使金屬處于回火狀態(tài)，降低了表面硬度；三是使材料局部區(qū)域溫升過高，以致該區(qū)域摩擦副對(duì)偶表面產(chǎn)生熔化。這三點(diǎn)都將2070促使粘著磨損產(chǎn)生并加重，故選用熱穩(wěn)定性高的金屬材料（如硬質(zhì)合金等）或加強(qiáng)冷卻等措施，是防止因溫升而產(chǎn)生粘著磨損的有效辦法。

　　

　?。?）表面粗糙度　一般說來，摩擦副對(duì)偶表面粗糙度值越小，其抗粘著磨損能力就越強(qiáng)。但過分地降低表面粗糙度值，因潤(rùn)滑劑在對(duì)偶表面間難以儲(chǔ)存又會(huì)促進(jìn)粘著磨損。新機(jī)器的合理跑合是降低表面粗糙度值，減少早期粘著磨損的有效措施之一。

　　

　?。?）潤(rùn)滑　潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)粘著磨損的影響很大，如邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下的粘著磨損比液體潤(rùn)滑嚴(yán)重，而液體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài)下的粘著磨損比液體靜壓潤(rùn)滑大些。這是由于摩擦副兩對(duì)偶表面間潤(rùn)滑膜的作用特性不同而決定的。若在潤(rùn)滑劑中加入極壓添加劑，即使在同樣的潤(rùn)滑狀態(tài)下，也能成倍地提高相對(duì)耐磨性。