薑花仙
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【摘 要】根據（jù）統計，大約（yuē）有80%的零件都是因磨損而報廢的。磨損也是影響機械正常運轉和發動機安（ān）全行駛的主要因素。同時，機械（xiè）零件之間的相互摩（mó）擦也消耗著能源，造成巨大的能（néng）源損失。根（gēn）據資料，世（shì）界能源的1/3～1/2是以不同的形式消耗（hào）在（zài）克服機械零件表麵相互作用的摩擦上。所以，研究零件機械摩擦（cā）磨損失效的規（guī）律，尋求減少磨損的措施，達到節省能源，提高零件使用壽命的目的，是一項非常有意義的工作。
【關鍵詞（cí）】摩擦；磨損；潤滑
1 磨損的形成原因及減少磨損的重要性
磨（mó）損涉及到固體力（lì）學、流體力學、表麵物理、表麵化學、冶金學、材料學、機（jī）械學等學科，而影響因素則（zé）包括載荷、速度、溫（wēn）度、潤滑劑類型及特性、環境介質、結構（gòu）設計、接觸麵粗糙（cāo）度、所用材料（liào）類（lèi）型、組織結構及（jí）性（xìng）能（néng）等。
零件磨（mó）損的外在表現形態是表層材料的磨耗。在一（yī）般情況下（xià），總是用磨損量來度量磨損程度。不論摩擦係統（tǒng）有多複雜，零件摩擦表麵的磨損量總是隨摩擦時間延續而逐漸增長。不同的零件由（yóu）於磨損類型和工作條件不同，磨損情（qíng）況也不一樣，磨損規律也各不盡相同。圖1為一正常運轉的運動副的運轉時間與其磨損量的關係曲線，即磨（mó）損曲（qǔ）線。
從圖中可以看出，零件在磨合期和急劇（jù）磨損期內磨損都很快，正常磨（mó）損期內磨損較平穩。磨合是機器或運動（dòng）副能否進入正常運轉階段的前提。
2 潤滑的研究與探（tàn）索
所有經（jīng）過機械加工的表麵並非平坦光滑，都有不同程度的微觀凸（tū）起和凹入。當凹凸不平的兩個表（biǎo）麵相互接觸時，一個表麵的部分（fèn）“凸峰（fēng）”可能會陷入另一表麵的凹坑，產（chǎn）生機（jī）械咬合。當這兩個相互接觸的表麵在（zài）外力的作用下（xià）發生（shēng）相對（duì）運動時，相互咬合的部分會被剪斷，此時摩擦力表現為（wéi）這些凸峰被（bèi）剪切時的變形（xíng）阻力。減（jiǎn）少磨損除了降低接觸表麵的粗（cū）糙度之外（wài），潤滑（huá）也是改（gǎi）善摩擦、減緩磨損的有效方法。
2.1潤滑劑的分類
根（gēn）據潤滑劑狀態不同，潤（rùn）滑劑分為三大（dà）類：
（1）潤滑油：動植物油、礦物油、合成油。粘度是潤滑油的主要（yào）質量指標，粘度值越高，油越稠，反之越稀；粘度的種類有（yǒu）很（hěn）多，如：動力（lì）粘度、運動粘度、條（tiáo）件粘（zhān）度等。工程中（zhōng）常用運動（dòng）粘度，單位是：St（斯）或cSt（厘斯），量綱為（m2/s）
（2）潤滑脂：潤滑（huá）油+稠化劑。潤滑脂的主要質量指標是：錐入度，反（fǎn）映（yìng）其稠（chóu）度大小。滴點，決（jué）定工作溫度。
（3）固體潤滑劑：石墨、二硫化（huà）鉬、聚四氟乙烯等。
潤滑油潤滑在工程中的應用Z普遍，常用的（de）供油方式有：
滴油潤滑、浸油潤（rùn）滑、飛濺潤滑（huá）、噴油（yóu）潤滑、油霧潤（rùn）滑等
油脂潤滑常用於運轉速度較低的場合，將（jiāng）潤滑脂塗抹（mò）於需潤滑的零件上。潤（rùn）滑脂還可以用於簡單的密封。
為了提高油的（de）品質和性能，常在潤滑油或潤滑脂中加入一些分量雖小但對潤（rùn）滑劑性能（néng）改善其巨大（dà）作用的物質（zhì），這些物質叫添加劑。提（tí）高油性、極壓性，改善物理性能，延長使用壽命；常（cháng）用（yòng）添加劑有（yǒu）：油性（xìng）添加劑、極壓添加劑、分散（sàn）淨化（huà）劑、消泡添（tiān）加劑、抗氧化添加劑、降凝劑和增粘劑。
2.2潤滑（huá）油的（de）分類與選擇
根據流體力學原理，當固體表麵發生相對運動（dòng）時，與其連接的液體層（céng）被帶動，並以相同的速度運動，即液體與固體層之（zhī）間不產生滑動。在運（yùn）動情（qíng）況下，存在（zài）於（yú）空（kōng）隙中的潤滑劑（jì）就會被（bèi）帶動，沿前進方向壓力逐漸增高。當潤滑劑壓力增加到兩零件的接觸壓（yā）力時，潤（rùn）滑劑就進入接觸麵間。如（rú）果變形速度、潤滑劑的粘（zhān）度越大，兩接觸麵（miàn）的夾角越小，則潤滑劑壓力上升得（dé）越急劇，接觸麵間的潤滑膜也越厚。此時，所發生的摩（mó）擦力在本質上是一種潤滑劑分子間的吸引力，這種吸引力阻礙潤（rùn）滑劑質點之（zhī）間的相互（hù）移動。這種阻礙稱為相對流動阻力。對液（yè）體而言，粘性即意味著內摩擦。液體層（céng）與層之間的剪切抗力（液體的內摩擦（cā）力（lì）），由牛頓定理確定（dìng）。油的粘度與溫度及壓力有（yǒu）關。隨溫度的增加，粘度急劇下降，隨壓力的增加，油的粘度升高。分析（xī）表明，礦物油的粘度受壓（yā）力影響比動植物油更為明顯。
金屬塑性加工用潤滑劑從本質上（shàng）可分為不含有表麵活性物質（如各類礦物油）和含有表麵活性物質（如動、植物油、添加劑等）兩（liǎng）大類。這些潤滑劑中的極性（xìng）或非極性分子（zǐ）對金屬表麵都具有吸附能力，並且通（tōng）過吸附作用（yòng）在金屬表麵形成油膜。
礦物油屬非極性物質（zhì），當它與金屬表麵接觸時，這（zhè）種非極（jí）性分子與金屬之間靠瞬時偶極（jí）而相互吸引，於是在金屬表麵形（xíng）成（chéng）層分子（zǐ）吸附膜。而後由（yóu）於分子（zǐ）間的吸引形成多層分子組成的潤滑油膜，將兩零件隔開，呈現為液體摩擦。然而（ér），由於瞬時偶極的極性很弱，當承受較（jiào）大壓力和高溫時，這（zhè）種礦物油所（suǒ）形成的油膜將被破壞而擠走，故潤（rùn）滑效果差（chà）。
可見，潤滑劑能否很好地起潤滑作用，取決於其能不（bú）能很（hěn）好地保持在（zài）兩（liǎng）零件接觸表麵之間，並形成一定厚度、均勻、完（wán）整的潤滑層。而潤滑層的（de）厚度、完整性及（jí）局部破裂取決於潤滑劑的粘度及（jí）其活性、作用的正壓力、接觸麵的粗糙度以及（jí）加（jiā）工方法的特征等。
所謂潤滑劑的活性，就是潤滑劑中的極性分子在摩擦表麵形成結實的保護層的（de）能力。它決定潤（rùn）滑劑的潤滑性能及與摩擦物體之間吸引力的大小（xiǎo）。當（dāng）潤滑（huá）劑中有（yǒu）極性的物質存在時，會減少純溶劑的表麵張力，而加強金屬與潤滑劑（jì）分子間的吸附力。一（yī）般（bān）動植物油（yóu）脂及（jí）含有油性添（tiān）加劑的礦物油，當它與金屬表麵接觸時，潤滑（huá）油中的極性基因與金屬表麵產生物理（lǐ）吸附，從而在變形區內形成油膜。而當潤滑劑中含有硫、磷（lín）、氯等（děng）活性元素時，這些極性物質還能與金屬表麵起化學反應（化學吸（xī）附）形成（chéng）化學吸附膜，牢牢地附在金屬表麵上（shàng），起良好潤滑作用。如硬脂（zhī）酸與金屬表麵的氧化膜（隻需極薄的氧化膜）發生化學反應，生成脂肪酸鹽2RCOOH+MeO=（RCOO）2Me+H2O鹽。
所謂潤滑劑的粘度，是指潤滑劑本身粘、稠（chóu）的程度。它是衡量潤滑油流動阻（zǔ）力的參數，在摩擦過程中潤滑油的粘度影響很大，粘度過小，即過分稀薄的潤滑油，易從變形區（qū）擠出（chū），起不到良好的潤滑作用；粘度過（guò）大，即過分稠厚的潤（rùn）滑油，往往（wǎng）剪切阻力較大，形成（chéng）的油膜過（guò）厚，也不能達到良好潤滑之目（mù）的。同時，粘度增加使潤滑劑進入困難。因此，在實際生產中如何根（gēn）據產品質量要求選擇適當粘度的潤滑油是十分（fèn）重（chóng）要的。
來源：《華東（dōng）科技:學術版》2014年（nián）5期
