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1、4.44.4.1微动磨损一概述1. 微动磨损定义70年代欧洲合作与发展组织（OECD）的定义：两个表面之间发生小振幅相对振动引起的磨损现象。微动损伤中化学或电化学反应占重要地位的则称为微动腐蚀（Fretting Corrosion）。微动磨损的部件，同时或在微动作用停止后，受到循环应力，出现疲劳强度降低或早期断裂的现象称为微动疲劳（Fretting Fatigue）。2. 微动磨损的发展历程1911年，Eden、Rose和Cunningham首先观察到微动与疲劳的联系；1924年，Gillet和Mack发表了机器紧固件因微动导致疲劳寿命明显降低的报告；1927年，Tomlinson认为腐蚀是次
2、要因素并提出了一种微动机理；1941年，Warlow-Davies注意到微动可以加速疲劳破坏；1949年，Mindlin提出在一定条件下，微动区存在滑移区和非滑移区，计算分析了接触表面的应力分布；1950年，第一届ASTM Symposium On Fretting Corrosion在美国的Philadelphia召开，并宣读五篇论文，会上由IMing Feng和Rightmire提出了一种微动理论；1951年，Uhlig在JApplMech发表了题为Mechanism Of Fretting Corrosion的论文；1969年，Nishioka、Nishimura和Hirakawa提出了
3、一种早期的微动疲劳模型；1970年，Hurrick在Wear发表The Mechanism Of Fretting的论文，认为微动分为三个过程；1972年，Waterhouse发表了首部编著Fretting Corrosion，Hoeppner提出了微动疲劳极限的概念；1974年，Specialists Meeting On Fretting in Aircraft在德国Munich召开，发表论文16篇；1977年，Waterhouse将大位移滑动磨损的剥层（delamination）理论引入微动磨损的研究； 1981年，Waterhouse编辑出版了由10篇论文组成的Fretting Fat
4、igue论文集；1982年，第二届ASTM Symposium On Materials Evaluation under Fretting Conditions在美国Philadelphia召开，宣读论文近20篇；1985年，Wear编辑出版了在英国Nottingham召开的Fretting Wear Seminar会议专辑，发表了15篇论文；1988年，Wear期刊在Waterhouse退休之际，编辑出版了他的13篇论文专辑，在该专辑中，Berthier、Vincent和Godet提出Velocity Accommodation理论； 1990年，Godet提出微动三体理论；1990年，第
5、三届ASTM Symposium On Standarization Of Fretting Fatigue Tests Methods and Equipment在美国的Philadelphia召开，宣读论文20篇； 1992年，Waterhouse发表了Fretting Wear综述论文；1992年，Zhou和Vincent提出二类微动图理论，成为揭示微动运行和损伤规律的重要理论；1993年，在英国的Sheffield召开International Symposium On Fretting-Fatigue，宣读论文37篇；1996年，在英国的Oxford召开Euromech 346 On
6、 Fretting Fatigue会议，宣读论文18篇；1997年，在中国成都召开首届International Symposium On Fretting，宣读论文32篇；1998年，在美国Salt Lake City召开2nd International Symposium On Fretting Fatigue，发表学术论文近40篇；2001年，在日本召开3rd International Symposium On Fretting Fatigue，并形成每3年一次的微动疲劳系列国际会议。3. 一些统计数据（1）国家和地区的分布按照发表论文的数量，主要有英国、法国、美国、日本、加拿大、瑞
7、典、德国、中国、瑞士和比利时。这些国家发表的论文数占论文总数的90以上。（2）研究机构及人员约有300名研究人员作为第一作者或合作者在刊物和会议上发表微动摩擦学研究的论文，一半左右仅出现一次署名。发表微动摩擦学研究论文最多的有七个研究单位，主要集中在法国、英国、美国。（3）研究领域分布微动磨损和微动疲劳方面发表的论文数各占近一半，而有关微动腐蚀的论文相对较少。（4）研究内容 基础研究 从简单的工业微动破坏现象的观察、单一实验参数的影响，走向破坏机理的实验分析、综合机械材料参数（如位移、压力、频率、往复次数、材料组织结构、力学性能等）的影响。从平移微动模式的研究，走向其他微动模式（如径向、滚动、
8、扭动、冲击等模式）和复合微动模式等的研究。 理论分析理论分析不再局限于Hertz弹性接触理论，而借助计算机、弹塑性力学、断裂力学、有限元法、能量分析（包括热力学）等研究手段来模拟微动的运行和破坏过程。 新材料 过去的研究主要集中在金属材料，尤其是各种钢和铝合金，现在已有不少研究者开始致力于各种新材料的微动损伤规律的研究。 环境影响微动的研究不再局限于普通工况，除在传统的高温、真空和腐蚀气氛等环境下进行研究之外，诸如流动空气、水蒸气介质、生物性腐蚀介质、超低温和强磁场等特殊环境下的微动破坏机理的研究也得到积极开展。 防护措施研究领域已从微动破坏机理研究走向机理与抗微动破坏研究并重的阶段，各种减缓
9、技术如表面处理、润滑和结构设计改进等有很大的进展。 工业应用航空部门、核电站、高空电缆、钢丝绳索、大型轴、人工植入器官、电接触等工业领域的微动损伤已日益成为研究热点。4. 微动磨损的特征具有引起微动的振动源（机械力、电磁场、冷热循环等），流体运动所诱发的振动；磨痕具有方向一致的划痕、硬结斑和塑性变形以及微裂纹；磨屑易于聚团、含有大量类似锈蚀产物的氧化物。二、微动磨损理论一个较为完满的微动磨损理论应该能对下列实验现象作出合理的解释：真空或惰性气氛中微动损伤较小；微动产生的磨屑主要由氧化物组成；循环数一定时，低频微动比高频损伤大；材料流失量随负荷和振幅而增加；低于室温比高于室温的磨损严重；空气环境
10、比湿空气中损伤大。1. Uhlig模型该理论建立在表面微凸体受到氧化和机械磨损的交替作用上。室温下铁的氧化为：每一循环造成氧化层的重量损失为：每一循环金属的磨损量为：总的微动磨损量：第一项化学因素引起；第二项机械因素引起微动磨损量是：微动频率的双曲线函数负荷的抛物线函数循环次数和振幅呈线性关系Uhlig根据钢的微动磨损实验得到经验公式为：Uhlig的模型不足：忽略了氧化膜起到防止材料粘着的有利作用忽略了微动过程中磨屑参与磨损的作用 因此它不能解释实验中出现的许多现象，至少对微动磨损随循环次数的变化规律不能给予完满的说明。2. Feng和Rightmire模型Feng和Rightmire在总结微
11、动循环次数与材料失重关系后提出来的。可以将曲线分为四个阶段：OA段：由于金属转移和初始磨损造成曲线迅速上升；AB段：从剪切到磨粒参与磨损使曲线第二次向上弯曲；BC段：磨粒作用下降，从而减缓材料损失；CD段：最后达到稳定磨损率。接触首先发生在微凸体上，少量磨屑落入谷内；磨屑填满谷，使磨损变成磨粒磨损。许多微凸体合并成一个小平台；磨屑进一步增加，并开始从接触区溢出进入邻近的洼谷区；接触区压力再分布，中心压力增高，边缘压力降低，使中心的磨粒磨损加重，凹坑迅速加深。模型很快为科学家们所接受： 形象地说明微动磨损中表面变粗糙的现象 确立了磨粒磨损是稳态阶段的特征不足：至今尚未达到令人满意的定量描述。3.
12、 微动的三体理论微动的三体理论认为磨屑的产生可看成是两个连续和同时发生的过程： 磨屑的形成过程接触表面粘着和塑性变形，并伴随强烈的加工硬化；加工硬化使材料脆化，白层同时形成，随着白层的破碎，颗粒剥落；颗粒被碾碎，并发生迁移，迁移过程取决于颗粒的尺寸、形状和机械参数（如振幅、频率、载荷等）。 磨屑的演化过程起初磨屑呈轻度氧化，仍为金属本色，粒度为微米量级（约1m）；在碾碎和迁移过程中进一步氧化，颜色变成灰褐色，粒度在亚微米量级（约0.1m）；磨屑深度氧化，呈红褐色，粒度进一步减小为纳米颗粒（约10nm） ，射线衍射分析表明磨屑含-Fe、-Fe2O3（呈红色）和低百分比的Fe3O4。利用三体理论可
13、很好地解释钢铁材料微动摩擦系数随循环周次的变化过程：接触表面膜去除，摩擦系数较低；第一、二体之间相互作用增加，发生粘着，摩擦系数上升，并伴随材料组织结构变化；磨屑剥落，第三体床形成，二体接触逐渐变成三体接触，因第三体的保护作用，粘着受抑制，摩擦系数降低；磨屑连续不断地形成和排除，其成分和接触表面随时间改变，形成和排出的磨屑达到平衡，微动磨损进入稳定阶段。3. 微动磨损的发展过程（1）粘着机制在微动磨损中的作用普通滑动磨损中，金属表面的微凸体接触后形成冷焊点，受切向力作用发生断裂，同时出现材料转移。这是单方向上一次作用下实现的。微动磨损中：金属表面微凸体接触后形成冷焊点，微动往复式多次反复运动，
14、使某些冷焊点发生断裂，同时出现材料转移，因此，磨损率低。微动的早期，金属表面氧化膜破裂后，粘着倾向迅速增大。发生断裂并形成松散磨粒后，粘着倾向会逐渐减小，最后过渡到平稳阶段。粘着阶段持续的时间与材料及环境有关。同种金属在一起微动时易发生粘着，而且两表面的损伤程度相同。异种金属微动时，损伤主要出现在较软的金属表面上。经过时效处理或加工硬化的材料与未经处理的材料，振幅对粘着系数的影响有相同的结果。微动振幅对粘着系数影响的趋势大体相似，但是，随合金化程度的增加，粘着的机会明显减小。合金化不仅增加了材料的强度，更重要的是改变了金属表面氧化膜的性质。（2）氧化作用金属表面的氧化膜对防止冷焊十分有效，有利
15、于防止粘着。能在金属表面生成附着牢固，且在微动下能出现一层釉质氧化物层的材料，其磨损量和摩擦系数将随微动而明显下降。氧化对微动磨损的影响：贵金属或惰性气氛环境中合金间的微动磨损，氧不参与作用，以粘着及塑性变形机制为主；薄而附着不牢的氧化膜，在不到一次微动循环便被破坏，这时氧化与机械两种机制均对微动磨损有贡献；氧化较严重而且氧化膜易碎裂成片，氧化与机械两种机制的协同作用加速表面破坏；氧化层致密能起减摩作用，如钛合金、镍铬铝合金在高温下的微动磨损，氧化作用缓解了机械摩擦导致的损伤。（3）微动磨损的稳态阶段稳态阶段是微动磨损的主要阶段，用它来评价材料的耐磨性是合理的。稳态阶段哪种磨损机制占主导地位呢
16、？1973年N.P.Suh提出磨损剥层理论后，才统一了认识：微动是相对运动速度较低的滑动，它符合剥层理论中提到的假设：磨屑呈片状离开母体材料表面，屑片的厚度为110m，长度为2050m ；微动磨损观察到磨痕为平底浅坑；N.P.Suh认为在交变应力较低时，形成亚表面裂纹所需要的循环次数多，直到裂纹萌生并扩展至一定长度后才会产生磨屑； 在考虑粘着、磨粒磨损机制的同时应该注意剥层理论的作用。但是，N.P.Suh的剥层理论未能说明裂纹是否首先在亚表层形成。4. 微动疲劳（1）微动疲劳的特征与诊断微动疲劳是指因微动而萌生裂纹源，并在交变应力下裂纹扩展而导致疲劳断裂的破坏形式。特征一：疲劳断裂源必然出现在
17、微动接触区或其影响区内。特征二：裂纹扩展的阶段性。诊断：只要断口具有疲劳破坏特征，裂纹源发生于微动磨痕，裂纹扩展呈现阶段性即可确认为微动疲劳破坏。（2）微动疲劳曲线（交变应力与循环周次曲线）只有达到一定的微动循环次数时才能导致疲劳强度的降低。低于此值时，微动的影响不明显。而微动造成疲劳强度明显下降，并降低于一确定值后即使微动过程继续进行，疲劳强度也不再进步下降。（3）微动疲劳裂纹的萌生与扩展微动疲劳裂纹萌生和扩展大致经过几个阶段：出现裂纹源；微裂纹萌生；微裂纹生长；宏观裂纹出现；宏观裂纹扩展。从微观应力场分布可以看出：微动时，在接触中心部分因过高的法向压力导致摩擦力大于切向力（fpq）而处于静
18、止状态；边缘地区由于 fpq而产生局部滑动，疲劳裂纹就在该处萌生。微动摩擦力和疲劳应力的协同作用将导致裂纹的萌生和加速其扩展。拐点是微动作用的终止点;疲劳裂纹扩展的起始点随后的疲劳裂纹只受交变应力的支配而扩展，其扩展速度降低。一般来说，当微动疲劳裂纹深入到表面1mm后，其扩展和断裂过程将完全按一般的疲劳规律进行。三、影响微动磨损的因素1. 材料性能金属材料摩擦的抗粘着磨损能力越大，抗微动磨损的能力也较强。2. 微滑动距离微动磨损量随滑动距离的增大而增大。3. 载荷在微滑动距离一定的条件下，微动磨损量随载荷的增加而增加，但超过某一极大值后又不断减小。4. 相对湿度 微动磨损量随相对湿度的增大而降
19、低。如对钢铁而言，相对湿度大于50%时，表面生成Fe2O3H2O薄膜，他比通常的Fe2O3软，具有较低的磨损率。5. 振动频率与振幅在大气中，振幅很小时（如0.012mm），钢的微动磨损量基本与振动频率无关，但在较大振幅时，随振动频率的增加，微动磨损量有减小的倾向。 6. 温度随温度的增高，微动磨损量增大。四、影响微动疲劳的因素1. 法向压力疲劳强度随着微动处承受的法向压力的增加而下降。当压力达到一定数值时，疲劳强度基本不变。2. 微动振幅疲劳强度随振幅的增大而减小。当达到一临界值时，微动疲劳寿命达到最低值，此后随振幅继续增大寿命反而延长。振幅的增加为表面创造更多的损伤和萌生裂纹的机会。当振幅
20、较大时，受影响的面积增大，表面切应力会下降，一些刚萌生的浅裂纹有可能被磨掉，故材料疲劳强度又提高了。3. 环境气氛环境气氛主要包括湿度及氧化。氧化作用虽然可以减少微动面上的初期粘着，但对裂纹却有可能起加速扩展的作用。湿度因材料而异，湿度增大会加速裂纹的萌生与扩展。耐蚀材料，微动疲劳几乎不受环境影响，而不耐蚀材料则主要决定于介质的作用。4.4.2疲劳磨损 前言（1）疲劳微裂纹一般在有固有缺陷的地方最先出现。这些缺陷可能有机械加工造成（如切削痕、碰上痕等）或由材料在冶炼过程中造成（如气孔、夹杂物等）裂纹还可以在金属相和晶界之间形成。通常齿轮副、滚动轴承、凸轮副等零件比较容易出现表面疲劳磨损。表面疲
21、劳磨损可分为非扩展性的和扩展性两种类型。摩擦表面粗糙峰周围应力场变化所引起的微观疲劳现象属于非扩展性磨损。例如在磨合阶段的磨损属于非扩展性磨损。若作用在两接触面上的交变接触压应力较大，而材料选择和润滑不合理时，将会产生扩展性的表面疲劳磨损，导致零部件迅速失效。 一般来说，表面疲劳磨损是不可避免的，即便是在良好的油膜润滑条件下也会发生。摩擦学设计的任务是尽量使机械零部件在额定的工作时间内不会因为发生扩展性表面疲劳磨损而失效。（2）疲劳磨损的种类a.表层萌生与表面萌生疲劳磨损表层萌生一般质量钢材滚动为主的摩擦副裂纹萌生在表层应力集中源平行于表面扩展，后分叉延伸到表面断口光滑萌生时间短，扩展速度慢表
22、面萌生高质量钢材滑动为主的摩擦副裂纹萌生在表面应力集中源与滑动方向成2040角向表层扩展，后分叉断口粗糙萌生时间长，扩展速度快b.鳞剥（spalling）与点蚀（pitting）磨损鳞剥片状凹坑浅而面积大点蚀扇形凹坑深而面积小退火钢和调质钢 点蚀渗碳钢和淬火钢鳞剥点蚀疲劳裂纹都起源于表面，再顺滚动方向向表层内扩展，并形成扇形疲劳坑；鳞剥疲劳裂纹始于表层内，随后裂纹与表面平行向两端扩展，最后在两端断裂。4.4.1表面疲劳磨损的种类1.表面疲劳磨损(1)定义：疲劳：指材料在远低于拉伸强度(常常低于屈服强度)的交变载荷作用下发生破裂的现象。表面疲劳磨损：两个相互滚动或滚动兼滑动的摩擦表面, 在交变接
23、触应力的作用下，表层产生塑性变形，在表层薄弱处引起裂纹，裂纹不断扩大并发生断裂，而造成的点蚀或剥落的现象。如滚动轴承、齿轮副、凸轮副以及轮轨都能产生表面疲劳磨损，其磨损形式是在光滑的接触表面上分布有若干深浅不同的针状或豆状凹坑，或较大面积的表面压碎，摩擦表面粗糙凸峰周围应力场变化引起的微观疲劳现象也属于表面疲劳。2.表面疲劳磨损的机理（1）最大切应力理论表面疲劳磨损的机理可以用赫兹公式来解释。在赫兹接触中，最大切应力产生于离表面一定距离的下层，如右图所示，由于滚动的结果，在最大切应力处的材料首先出现屈服而塑变，随着外载荷的反复作用，材料在此处首先出现裂纹，并沿最大切应力方向扩展到表面，最后形成
24、疲劳破坏，以颗粒形式分离出来，并在摩擦表面留下痘斑状凹坑，称为点蚀(凹坑小而深)。或以鳞片状从表面脱落下来，称为剥落(凹坑大而浅)。对于无缺陷的材料，如图：在滚动接触时，首先损伤部位，可由赫兹公式求得的最大交变切应力的位置确定。如果接触中还有一定的滑动，那么损伤的部位将向表面移近，滑动摩擦力愈大，最大剪应力位置愈接近表面。然而，实际上材料是不可能完整无缺的。所以，最终的损伤部位总是受到杂质、疏松、原始微裂缝等因素的影响，这些缺陷都容易引起应力集中而产生早起的疲劳裂纹。所以裂纹有时从表面开始，有时从次表面开始。(2)油楔理论对于滚动兼有滑动的接触表面，因同时存在接触压应力和剪切应力，使得接触应力
25、增大，实际最大切应力十分接近表面，故在摩擦表面上容易产生塑性变形而形成微观裂纹。有时虽然摩擦副的表而剪应力并不大，但因表面缺陷、高温或脱碳等原因，使表面局部变弱，也容易在表面形成裂纹。在已形成微裂纹的表面，当有润滑油时，由于毛细管作用，微裂纹吸附润滑油，使得裂纹的尖端处形成油楔，如图(a)所示。若滚动方向与裂纹方向一致，则当滚动体接触到裂纹口处，将把裂口封住，裂纹中的润滑油不能往外跑，从而使裂纹的两内壁承受巨大的挤压力，于是迫使裂纹与表面呈3045倾角向外扩张。此过程经历若干周次，裂纹由表面向内层扩展到定深度，起始裂纹口也张大到一定宽度，那么裂纹上部的金属像一个悬臂梁承受弯曲。在随后的加载运转
26、若干周次就会突然折断，使这里的金属剥离，最后在接触表面留下一个深浅不等的麻点剥落凹坑，一般剥落深度为0.1-0.2 mm。在摩擦过程中，摩擦力促使表面金属流动，因而疲劳裂纹往往有方向性, 即与摩擦力方向一致。如图所示，主动轮裂纹中的润滑油在对滚中被挤出，而从动轮上的裂纹口在通过接触区时受到油膜压力作用促使裂纹扩展。由于油的压缩性和金属的弹性，油压传递到裂纹尖端将产生压力降。因此，若滚动方向与裂纹方向相反，则当滚动体接触到裂纹时，裂纹中的润滑油被挤出来,如图中的主动轮，裂纹内不会产生很大的挤压力，因而裂纹扩展缓慢，工作寿命长。总之：1.对于滚动接触的理想材料，其破坏位置取决于用赫兹方程求得的最大
27、交变切应力的位置。2.对于滚动兼滑动的接触，则破坏位置移向表面。3.材料并不理想的，其破坏的确切位置会受到材料内存在的杂质、孔隙、微观裂纹和其他因素的影响。(3)微观点蚀磨损理论微观点蚀理论认为：裂纹产生的位置实际上较之最大切应力理论确定的位置更靠近表面。因为最大切应力理论是用宏观的赫兹接触应力来分析的，这种分析以接触区表面理想光滑，接触应力成椭圆分布为前提的。如图所示的光滑表面应力分布线。这样所决定的点蚀应称为宏观点蚀。但是，真实表面是粗糙的，接触发生在微凸体的峰处，即表面粗糙度使赫兹接触应力分布发生调幅现象，如图所示。微凸体每个峰点进入接触都产生一个微观应力分布，这种由接触表面峰点作用所引
28、起的点蚀称为微观点蚀。微观点蚀和宏观点蚀虽然都是与最大切应力的区域相对应，但微观点蚀的最大切应力更接近表面，且裂纹深度比宏观点蚀浅得多(约浅20倍)。试验证实，随着循环次数的增加，已产生的微观点蚀可以诱发二次裂纹、三次裂纹，裂纹依次向纵深扩展可以形成宏观点蚀。这是宏观点蚀形成的一种机理。对用赫兹理论米解释点蚀产生的观点作了很大修正。3.疲劳磨损的影响因素(1)非金属夹杂：非金属夹杂物破坏了基体的连续性, 严重降低了材料抗疲劳磨损能力。特别是脆性夹杂(硅酸盐和氧化物等)在循环应力作用下与基体材料脱离形成空穴, 构成应力集中源, 当超过基体的弹性极限，产生塑性变形，易在脆性夹杂物的边缘部分最易产生
29、微裂纹，降低抗疲劳磨损能力。塑性夹杂(硫化物)易随基体一起变形，能够把氧化物夹杂包住形成共生夹杂，可降低氧化物夹杂的破坏作用。因此，钢种含有适量的硫化物夹杂对提高抗疲劳磨损能力有益。 总之，生产上应尽量减少钢中夹杂物(特别是氧化物、硅酸盐夹杂物)，即炼钢时要进行净化处理。(2)表面层状态的影响a.表层硬度通常增加材料硬度可以提高抗疲劳磨损能力, 但硬度过高, 材料脆性增加, 反而会降低接触疲劳寿命。例如：对轴承钢而言，当表面的硬度为62 HRC左右时，轴承的平均使用寿命最高，如图所示。b.心部硬度承受接触应力的零件，必须有适当的心部硬度。若心部硬度太低，则表面和心部的硬度梯度太陡，使得硬化层的
30、过渡区产生裂纹，容易产生表层压碎现象。实践表明：心部硬度在3540 HRC范围内较适宜。c.硬化层深度 渗碳钢或其他表面硬化钢的硬化层厚度影响抗疲劳磨损能力。硬化层太薄时, 疲劳裂纹将出现在硬化层与基体的连接处, 容易形成表层剥落。选择硬化层厚度应使疲劳裂纹产生在硬化层内。d.硬度匹配硬度匹配直接影响接触疲劳寿命。例如：在齿轮副的硬度选配时，因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，所以对于软齿面，一般要求小齿轮硬度大于大齿轮硬度，这样小齿轮不易出现疲劳磨损失效，达到大小齿轮使用寿命等长的目的。（3）表面粗糙度的影响： 对于滚动或滚滑摩擦副来说，表面粗糙度应当尽量低些，特别是硬度较高的零件，表面粗糙度更
31、应该低些，但是表面粗糙度也有个最佳值，过低的表面粗糙度对提高疲劳磨损寿命的影响不大。例如：滚动轴承的粗糙度为Ra0.2的接触疲劳寿命比Ra 0.4的高2-3 倍; Ra0.1的比Ra0.2的高1倍; Ra0.05比Ra0.1高0.4倍；粗糙度低于Ra0.05对寿命影响甚微。（4）润滑的影响： 润滑油粘度愈高，则接触部分的应力愈接近平均分布，相对地降低了最大接触应力，因而抗疲劳磨损的能力就愈高；油的粘度愈低，愈易渗入裂纹中，加速裂纹扩展，降低了寿命。 润滑油中含水量过多(腐蚀作用)对疲劳磨损有较大影响，必须严格控制含水量。润滑油中适当加入固体润滑剂如MoS2或硫化润滑脂，可在接触表面层形成一层坚
32、固薄膜，减少摩擦，从而提高抗疲劳磨损性能。4.4.3减少磨损的途径1.合理润滑尽量保证液体润滑，采用合适的润滑材料和正确的润滑方法，采用润滑添加剂，注意密封。2.正确选择材料这是提高耐磨性的关键。例如对于抗疲劳磨损，则要求钢材质量好，控制钢中有害杂质。采用抗疲劳的合金材料，如采用铜铬钥合金铸铁做气门挺杆，采用球磨铸铁做凸轮等，可使其寿命大大延长。3.表面处理为了改善零件表面的耐磨性可采用多种表面处理方法.如采用滚压加工表面强化处理，各种化学表面处理，塑性涂层、耐磨涂层，喷铝、镀铬、等离子喷涂等。4.合理的结构设计正确合理的结构设计是减少磨损和提高耐磨性的有效途径。结构要有利于摩擦副间表面保护膜
33、的形成和恢复、压力的均匀分布、摩擦热的散逸、磨屑的排出、以及防止外界磨粒、灰尘的进入等。在结构设计中，可以应用置换原理，即允许系统中一个零件磨损以保护另一个重要的零件；也可以使用转移原理，即允许摩擦副中另一个零件快速磨损而保护较贵重的零件。5.改善工作条件尽量避免过大的载荷、过高的运动速度和工作温度，创造良好的环境条件。6.提高修复质量提高机械加工质量、修复质量、装配质量以及提高安装质量是防止和减少磨损的有效措施。7.正确地使用和维护要加强科学管理和人员培训，严格执行遵守操作规程和其他有关规章制度。机械设备使用初期要正确地进行磨合。要尽量的采用先进的监控和测试技术。 对于几种基本的磨损类型，防
34、止或减少磨损的方法与途径见下表。磨损类型防止或减少磨损的方法与途径粘着磨损1. 正确选择摩擦副材料，如适当选用脆性材料、互溶性小的材料、多相金属等2. 合理选用润滑剂，保证摩擦副面间形成流体润滑状态3. 采用合理的表面处理工艺磨粒磨损1. 选用硬度较高的材料2. 控制磨粒的尺寸和硬度3. 根据工作条件，采用相应的表面处理工艺4. 合理选用并供给洁净的润滑剂疲劳磨损1. 合理选用摩擦副材料2. 减小表面粗糙度，削除残余内应力3. 合理选用润滑剂的粘度和添加剂(腐蚀磨损)氧化磨损特殊介质腐蚀磨损1. 当接触载荷一定时，应控制其滑动速度，反之则应控制接触载荷2. 合理匹配氧化膜硬度和氧本金属硬度、保证氧化膜不受破坏3. 合理选用润滑油粘度，并适量加入中性极压添加剂1. 利用某些特殊元素与特殊介质作用，形成化学结合力较高、结构致密的钝化膜2. 合理选用润滑剂3. 正确选择摩擦副材料