李雋

摘要：剖析我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，工業(yè)占有相當(dāng)大的比重。同時(shí)，在工業(yè)領(lǐng)域中，機(jī)械設(shè)備無疑又是其中不可或缺的組成部分，所以其作用的重要性也就不言而喻。但是，對(duì)于機(jī)械設(shè)備而言，如果其中金屬材料在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)磨損失效情況，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而造成一定經(jīng)濟(jì)損失。所以，本文將重點(diǎn)針對(duì)機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效與安全防范方面予以論述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備;金屬材料;磨損失效;安全防范

引言：

在機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，金屬材料磨損失效是較為常見的現(xiàn)象。其中，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)中的金屬材料會(huì)與其它材料相接觸，并且引發(fā)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而造成機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效情況的發(fā)生。同時(shí)，相關(guān)研究表明，金屬材料失效的主要類型表現(xiàn)為磨損、腐蝕與斷裂，但是最為常見的便是磨損失效，所以對(duì)機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效予以特別的關(guān)注是很有必要的。

一、闡述機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效存在的危害

所謂金屬材料磨損失效，指的是機(jī)械設(shè)備工作過程中，兩個(gè)相互接觸的金屬材料表面由于摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致材料表面出現(xiàn)持續(xù)性的損耗，這種持續(xù)性損耗往往會(huì)對(duì)材料性能、表面質(zhì)量、機(jī)械結(jié)構(gòu)等造成不同程度的影響。此外，對(duì)于機(jī)械設(shè)備來講，其在工作過程中必然會(huì)導(dǎo)致金屬材料間出現(xiàn)摩擦，進(jìn)而引發(fā)材料磨損情況的發(fā)生，同時(shí)，部分機(jī)械設(shè)備存在相對(duì)復(fù)雜、惡劣的工況，所以導(dǎo)致固體顆粒、空氣中的水汽或者其它化學(xué)氣體對(duì)金屬材料造成不同程度的腐蝕，最終引發(fā)金屬材料出現(xiàn)磨損失效現(xiàn)象。另外，通常來講，金屬材料的磨損失效存在不可逆性，并且隨著磨損程度的加劇，對(duì)機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)性能的影響程度也會(huì)與日俱增，甚至?xí)箼C(jī)械設(shè)備報(bào)廢，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以，相關(guān)管理者要對(duì)機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效問題予以關(guān)注，了解當(dāng)中的危害，對(duì)提升機(jī)械設(shè)備的工作年限，維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益將有著積極的作用。

二、分析機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效的類型

在機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效現(xiàn)象中，存在疲勞磨損、顆粒磨損以及腐蝕磨損等類型，下面將對(duì)此予以一一分析。

1、疲勞磨損

所謂疲勞磨損，也可稱之為接觸疲勞，指的是當(dāng)彼此接觸的金屬表面存在相對(duì)移動(dòng)后，導(dǎo)致一定大小的摩擦力在接觸區(qū)域形成，一旦摩擦應(yīng)力大于材料疲勞強(qiáng)度，金屬表面層便會(huì)有裂紋生成，并且隨著摩擦作用時(shí)間的推移，裂紋也會(huì)逐步擴(kuò)大，從而引發(fā)疲勞磨損問題的出現(xiàn)。對(duì)于金屬材料中所出現(xiàn)疲勞磨損情況來講，其不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)械部件的損壞，如磨損情況嚴(yán)重，甚至?xí)l(fā)相應(yīng)機(jī)械部件出現(xiàn)破裂，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無法正常工作，進(jìn)而影響生產(chǎn)進(jìn)度的順利完成。

2、磨粒磨損

在磨損失效現(xiàn)象中，磨粒磨損也較為常見。所謂磨粒磨損，指的是外界顆粒物在金屬摩擦表面出現(xiàn)，致使金屬表面在出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)表面劃傷，甚至?xí)?dǎo)致表面材料出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。對(duì)于磨粒磨損來講，其可分為以下幾種形式，即：（1）在機(jī)械設(shè)備工作期間，金屬材料表面與磨料彼此相互作用，例如，挖斗與泥沙之間的接觸等;（2）兩個(gè)金屬接觸表面之間存在硬顆粒進(jìn)入，致使金屬材料因此出現(xiàn)磨損;（3）如金屬材料表面較軟，當(dāng)硬顆粒與其摩擦后導(dǎo)致金屬材料表面出現(xiàn)磨損失效的情況。

3、腐蝕磨損

在機(jī)械設(shè)備工作期間，當(dāng)中的金屬材料如與周邊環(huán)境中介質(zhì)出現(xiàn)化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)機(jī)械設(shè)備表面磨損，此類磨損便可稱之為腐蝕磨損。同時(shí)，對(duì)于腐蝕磨損來講，其可分為氧化磨損與特殊介質(zhì)磨損等形式。此外，與普通腐蝕情況不同，腐蝕磨損會(huì)導(dǎo)致金屬材料摩擦副表面中的材料出現(xiàn)損失，而前者則是單一物體的材料出現(xiàn)損失。

4、粘著磨損

對(duì)于黏著腐蝕來講，其指的是相互接觸的金屬表面處于混合摩擦或邊界摩擦狀態(tài)時(shí)，摩擦副表面接觸點(diǎn)區(qū)域的材料會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，即從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移至與其發(fā)生摩擦作用的表面中，此現(xiàn)象便可稱之為粘著磨損。其中，影響粘著磨損程度的因素有荷載、運(yùn)動(dòng)距離以及材料表面硬度等。同時(shí)，相關(guān)研究表明，出現(xiàn)粘著磨損的過程為：金屬表面接觸--塑性變形--表面膜（包括油膜）破裂--粘著（冷焊）--剪斷接點(diǎn)--再粘著的循環(huán)過程。此外，按照粘著磨損出現(xiàn)位置以及程度的不同，可以分為輕微磨損、擦傷以及膠合等形式。

5、微動(dòng)磨損

所謂微動(dòng)磨損，指的是相互接觸的表面由于發(fā)生周期性小振幅的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的磨損，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備金屬材料表面出現(xiàn)一定程度的氧化物微粒，進(jìn)而使金屬材料出現(xiàn)微動(dòng)磨損。

三、機(jī)械設(shè)備金屬材料磨損失效的安全防范對(duì)策

1、合理的選擇金屬材料

通常來講，機(jī)械設(shè)備中金屬材料本身的特性將決定其出現(xiàn)磨損失效的概率。所以，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其工作的環(huán)境以及用途等方面予以細(xì)致的考慮，從而選擇相對(duì)合理的金屬材料來進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)，以此來降低金屬材料在機(jī)械設(shè)備工作期間所出現(xiàn)磨損失效的概率。另外，如機(jī)械部件需要承受較大荷載，同時(shí)工作環(huán)境也較為惡劣，需要選擇機(jī)械強(qiáng)度高的金屬材料作為此部件的材質(zhì)，并且還需選擇合理的加工工藝來完成金屬表面的加工，以實(shí)現(xiàn)最大限度控制金屬材料磨損情況的目的。

2、革新材料制作技術(shù)

改進(jìn)金屬材料的制作技術(shù)是提升機(jī)械設(shè)備使用性能的重要手段之一。針對(duì)不同性能的金屬材料，首先應(yīng)改進(jìn)金屬材料的加工工藝，提升金屬部件表面的光滑度和抗磨性，從而直接降低機(jī)械設(shè)備的磨損情況。同時(shí)，也要重視金屬材料加工時(shí)的各種工藝技術(shù)（鍛造、澆鑄、切割等），通過加工出高性能的金屬部件來提升機(jī)械設(shè)備的使用性能。

3、改善機(jī)械設(shè)備工作環(huán)境

金屬材料磨損失效出現(xiàn)的另一大誘因便是機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境。所以，為了避免或者降低金屬材料出現(xiàn)磨損失效情況，改善機(jī)械設(shè)備的作業(yè)環(huán)境是很有必要的。通常來講，如設(shè)備正處于正常工作環(huán)境下，需要對(duì)其工作環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，并盡量對(duì)設(shè)備的工作時(shí)間進(jìn)行控制，避免其出現(xiàn)超負(fù)荷工作，同時(shí)也要采取措施來防止腐蝕性雜質(zhì)進(jìn)入到機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，盡量為機(jī)械設(shè)備營(yíng)造出一個(gè)健康的工作環(huán)境，以此來降低金屬材料磨損失效情況出現(xiàn)的概率，有助于延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的工作年限。

4、注意選擇高質(zhì)量的潤(rùn)滑油

潤(rùn)滑油的有效選擇可以在一定程度上減緩金屬材料在工作期間出現(xiàn)磨損失效問題的發(fā)生。其中，對(duì)不同工況下的金屬材料采用合適的潤(rùn)滑油，有助于減輕金屬材料間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦程度。同時(shí)，定期開展金屬部件的潤(rùn)滑保養(yǎng)工作，可以保證機(jī)械設(shè)備具有可靠的工作狀態(tài)。

5、設(shè)計(jì)新型機(jī)械設(shè)備

隨著不同行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)機(jī)械設(shè)備的需求也越來越復(fù)雜，因此，要不斷了解行業(yè)現(xiàn)狀，針對(duì)不同的工作需求來設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，利用新的設(shè)計(jì)方法、新的金屬材料以及新的加工制造工藝來設(shè)計(jì)新型的機(jī)械設(shè)備。在分工越來越細(xì)化的今天，做到設(shè)備的精確定位將更有利于設(shè)備的使用和保養(yǎng)。針對(duì)具體工作環(huán)境和使用需求所定制的設(shè)備也必將有更強(qiáng)的性能和更長(zhǎng)的使用壽命。

6、做好金屬材料保養(yǎng)

針對(duì)金屬材料的特性，在設(shè)備的日常使用以及閑置時(shí)期的保養(yǎng)工作要做到位，這樣能有效保護(hù)金屬材料的性能，同時(shí)也能有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

四、結(jié)束語

總之，為了保證機(jī)械設(shè)備可以穩(wěn)定、可靠的工作，需要對(duì)當(dāng)中金屬材料磨損失效問題予以關(guān)注，并通過分析金屬材料出現(xiàn)磨損失效的原因來制定出有效的控制對(duì)策，對(duì)提升機(jī)械設(shè)備的工作性能與使用壽命有著極為重要的意義。

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（作者單位：天津巴莫科技股份有限公司）