汽車零部件磨損失效模式
汽車零部件磨損是指汽車在運(yùn)行過程中,零件與零件之間、周圍液體或汽車之間的接觸,生產(chǎn)的阻礙運(yùn)動的效應(yīng),它是摩擦效應(yīng)的一種表現(xiàn)和結(jié)果,與零部件所受的應(yīng)力狀態(tài)、材料的組織結(jié)構(gòu)、使用與潤滑條件等因素相關(guān)。磨損的發(fā)生往往會使得零件的形狀、尺寸以及表面性質(zhì)等發(fā)生變化,從而降低汽車零件的工作性能,但是磨損也有有益的一面,如汽車新零件的磨合,將會增加汽車零件的使用性能。
汽車零部件磨損按表面破壞激勵和特征,可以將其分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損等類型。其中,粘著磨損和磨料磨損是汽車零部件磨損的主要形式,其他則是只會出現(xiàn)在某種特定條件下。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)有超過3/4的汽車零部件失效或報(bào)廢都源于磨損,因此論文中將重點(diǎn)闡述汽車零部件的磨損失效模式。
3.1粘著磨損
粘著磨損主要是由于金屬表面符合過大、溫度過高,破壞了金屬表面的油膜而導(dǎo)致的零部件的摩擦表面直接接觸而發(fā)生的粘著,使得零部件表面的金屬轉(zhuǎn)移到另一個零件表面引起的磨損。造成粘著磨損的原因主要在于材料特性、零部件表面粗糙度、潤滑油、運(yùn)動速度和單位面積上升壓力等因素,如潤滑油的使用方面,如果能夠保證足夠的潤滑油,以及潤滑油的粘度、工作溫度,則會有效保護(hù)零部件表面的氧化膜,延長零部件的使用壽命。z89g88l5ysqw
由于摩擦區(qū)形成的熱是引起粘著磨損的根本原因,因此一方面可以將摩擦區(qū)的溫度降低到潤滑油熱穩(wěn)定性的臨街溫度和金屬熱穩(wěn)定性的臨界點(diǎn),通過減少摩擦區(qū)的溫度降低粘著磨損或是在材料的選擇上采用熱穩(wěn)定性較高的合金鋼;另一方面可以通過改善摩擦區(qū)的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等,減少粘著磨損引起的汽車零部件失效。
汽車零部件失效分析
3.2磨料磨損
磨料磨損是指魔草表面間存在的硬質(zhì)顆粒引起的磨損,通常將這些空氣中的灰塵、運(yùn)動過程中零部件自身脫落的金屬顆粒以及潤滑油中的雜質(zhì)等稱之為磨料。在各類磨損形式中大約占磨損總消耗的50%,是危害最為嚴(yán)重的磨損形式。磨料磨損主要包括:擦痕,如柴油機(jī)配油漆的針閥偶件;磨料進(jìn)入齒面間的疲勞剝落或磨料進(jìn)入軸承間極易發(fā)生的塑性擠壓。
空氣中的塵沙和沙粒是造成汽車磨損,尤其是汽車發(fā)動機(jī)磨損的主要原因,因此可以采用潤滑油濾清,經(jīng)常清洗機(jī)油濾清器等方面提高零部件表面的硬度,從而增強(qiáng)零部件的耐磨性。同時,當(dāng)材料表面的硬度是磨料硬度的1.3倍時時磨料磨損的最小值,磨料尺寸越大,磨損量就會增加,直至達(dá)到最大值,所以材料的優(yōu)選對于減少磨料磨損引起的汽車零部件失效具有顯著的作用。
3.3疲勞磨損
所謂疲勞磨損是指在交變載荷作用下,發(fā)生在滾動及滾動與滑動并存的零部件表層產(chǎn)生的剝落現(xiàn)象,如齒輪齒面,一般疲勞磨損可以分為非擴(kuò)展性疲勞磨損和擴(kuò)展性疲勞磨損。非擴(kuò)展型疲勞磨損主要是由于周期性的接觸壓力作用,在摩擦便面產(chǎn)生的麻點(diǎn),且麻點(diǎn)會隨著單位接觸面積的降低而停止。而擴(kuò)展性疲勞磨損主要是材料塑性較差是,接觸表面面對較大的壓應(yīng)力而產(chǎn)生的裂紋,并隨著金屬脫落形成凹坑和小麻點(diǎn),致使汽車零部件停止工作。疲勞磨損通常是摩擦和疲勞的共同作用的結(jié)果,失效過程可以分為疲勞核心裂紋的形成以及疲勞裂紋的發(fā)展直至材料微粒的托等兩個階段。