金属磨损自修复技术与 常规金属抗磨减磨及修复技术的主要区别32页PPT
第3章金属磨损ppt课件
pv准则
pv准则形式简单，常用在非流体润滑的滑动轴承等零件的 设计中，作为选择抗胶合材料的依据。 但是其数据离散范围较大，有时达到50%，因此准确性较 差。
pv [ pv]
式中，p为Hertz最大应力；v为相对滑动速度。 根据工况条件[pv]在3.2×103~1.5×105 MPa·m／s之间变化。
载荷与速度的乘积与摩擦副间传递的功率成正比，因此可 以认为，材料一定的摩擦副传递的功率是有限的。工程中 常常要限制摩擦副的pv值。
2. 表面温度
pv值与摩擦副传递的功率成正比，也就是与摩擦损耗的功 率成正比，摩擦过程中这些能量产生的热使表面温度升高。
产生的热量在接触表面间不是均匀分布的，大部分的热量 产生在表面接触点附近，形成了半球形的等温面。
而由于摩擦副体积远大于接触峰点，一旦脱离接触，峰点 温度便迅速下降，一般局部高温持续时间只有几毫秒。
润滑油膜、吸附膜或其他表面膜将发生破裂，使接触峰点 产生粘着，随后在滑动中粘着结点破坏。
这种粘着、破坏、再粘着的交替过程就构成粘着磨损。
3.3.1 粘着磨损的种类
1. 轻微粘着磨损 当粘着结点的强度低于摩擦副金属的强度时，剪切发生在
对于纯金属和各种未经热处理的钢材，耐磨性与材料硬度成 正比关系。
2. 相对硬度
磨料硬度H0与试件材料硬度H之间的相对值。 为了防止磨粒磨损，材料硬度应高于磨料硬度。
3. 载荷
外载荷对各种材料的磨粒磨损有显著影响。线磨损率与表面 压力成正比。
当压力达到转折值pc时，线磨损率随压力的增加变得平缓， 这是由于磨粒磨损形式转变的结果。各种材料的转折压力值 是不同的。
结合面上。此时虽然摩擦系数增大，但是磨损却很小，材料 迁移也不显著。
金属修复技术新工艺.ppt
索雷高分子纳米聚合物修复材料的出现在金属修复技术领域引起了 很大的关注。它在很大程度上解决了传统金属修复工艺的短板。高 分子纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环 氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与 环氧环状分子进行键合，提高分子间的键力，从而大幅提高材料的 综合性能，可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶 等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和 耐磨性可以服务于金属部件的磨损再造。
高分子纳米金属修复技术优势
1、修复时间短，可以最大限度的降低设备备库存， 第一时间确保设备的正常运行，
2、不会产生应力，对修复厚度没有要求。 3、可以采取现场刮板修复、模具修复、四点定位法
修复等工艺，降低工人劳动强度，减少停机停产。 4、提高一线工人的操作技能，最大限度提高企业人
力资源的潜力优势。 5、修复后设备使用寿命95%情况下超过新设备使用
目前，高分子纳米聚合物材料已成功应用于国内一些大型的轴类磨 损及恶劣工矿环境下的金属磨损修复，例如水泥行业的辊压机轴承 位磨损、钢铁行业炼钢转炉主轴磨损等，通过采用高分子纳米新技 术进行现场快速修复，都取得了良好的使用效果。
金属修复新技术案例展示
80T转炉：主轴轴承位磨损、轴颈900、磨损宽度 450mm、轴承型号230/900MBD/W33、磨损严重110mm(局部孔洞10mm)。
寿命，修复费用是传统修复费用的1/5--1/10。
金属修复其他案例图片
现代设备维修技术—纳米减摩与自修复技术ppt课件
纳米减摩自修复添加剂技术的作用机理
目前，自修复型添加剂的作用机理大致可 分为两类，一类是铺展成膜理论:添加剂分子与 金属表面具有亲和作用，在摩擦过程中表现出极 性，并扩散到摩擦微观表层，形成一层具有减摩 与自修复作用的铺展膜;另一类是共晶成膜理论: 即在边界、混合润滑状态下，局部的摩擦高温促 使添加剂微粒与磨损微粒化合成微小的共晶微球， 在表面形成具有滚动性润滑功能的保护层膜，填 充摩擦表面微观沟谷，改善摩擦表面的润滑性能， 以降低摩擦阻力，延长使用寿命
10
润滑油纳米添加剂的减摩自修复行为
润滑油纳米添加剂的减摩自修复行为是指: 润滑油中加入纳米添加剂,能够使摩擦副在
运动过程中,通过摩擦化学反应,在摩擦表面形成 一层具有抗磨减摩作用的液态或固态保护膜,从 而使摩擦副在运动过程中得到修复。润滑油纳米 减摩自修复添加剂的种类主要有:纳米层状无机 物、纳米硼酸盐、纳米软金属及纳米金属氧化物、 氢氧化物等,其中,软金属纳米铜在润滑油中具有 良好的摩擦学性能和自修复性能。
13
实验检验--实验分析
1.3 表征方法 采用H-800型透射电子显微镜(TEM)对纳米铜添 加剂的表面形貌和电子衍射花样进行分析;采用 DP-12型OLYMPUS光学显微镜对磨损表面进行 形貌分析;采用带有X射线能谱(EDS)的 QUANTA-200型扫描电子显微镜(SEM)对磨损表 面进行能谱分析。 TEM:透射电子显微镜（英语：Transmission electron microscope，缩写TEM），简称透射电 镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的 样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向， 从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密 度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。
金属材料腐蚀磨损ppt
金属材料的腐蚀磨损行为、防护 技术与评价方法
金属材料的腐蚀磨损行为、防护技术与评价方法
腐蚀磨损概述
金属的腐蚀磨损
腐蚀磨损的测试研究方法 腐蚀磨损的防护控制方法
金属腐蚀磨损研究前景
南昌航空大学材料科学与工程学院070125班蔡剑
1 腐蚀磨损概述
1 腐蚀磨损概述 1.1 腐蚀磨损定义和分类 腐蚀磨损（Corrosion Wear）——指“摩擦副对偶表面在相对滑 动过程中，表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，并伴随机 械作用而引起的材料损失现象 ” ，实际工况中，腐蚀磨损往往受限 于材料因素(材料的成分、组织、力学性能、物化性能等)、电化学 因素(腐蚀介质的种类、浓度、pH值等)、力学因素(载荷、速度等) 和环境因素(温度及压力等)等的影响。腐蚀磨损行为与纯腐蚀行为 和纯磨损行为均有很大差异。 根据腐蚀介质的不同，腐蚀磨损可分为化学腐蚀磨损和电化学 腐蚀磨损两大类。
陈文革研究了M50NiL和16CrNi4Mo铜经不同工艺热处理对气 蚀和腐蚀性能的影响，结果表明两种钢抗气蚀性能最佳的处理工 艺都是低温淬火加低温回火。
张天成、姜晓霞等人测量了不同载荷下40Cr钢和304不锈钢在 3.5%NaCl溶液中的腐蚀磨损率，用Tafel法和极化阻率法测定了静 态及磨损状态下的腐蚀率，并用浸泡实验结果予以了修正。定量 分析了两种材料在溶液中的腐蚀磨损交互作用。
1 腐蚀磨损概述
b）材料的腐蚀去除模型
图5 应变差异腐蚀电池模型
图6 电偶腐蚀电池模型
1 腐蚀磨损概述
1.2 腐蚀磨损的研究背景和现状
腐蚀磨损现象广泛存在于石油、化工、煤矿、电力、冶金等 工业领域的机械设备中，是造成材料损失和设备失效的主要原因 之一。据报道，美国每年约有23万吨钢材，全世界仅在选矿设备 这一项就有45万吨钢因腐蚀磨损而受到破坏，如同时考虑其它工 业部门的腐蚀磨损，无疑是一个巨大的经济损失。
金属的磨损PPT课件
▪ 磨损通常是有害的，它损伤零件工作表面，影响机械设备 性能，消耗材料和能源，并使设备使用寿命缩短。预先考 虑如▪ 另一方面，磨损也并非全都是有害的，工程上常利用磨损 的原理来减小零件表面的粗糙度，如磨削、研磨、抛光、 跑合等。
5
2004 年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织 的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示，磨损损失了 世界一次能源的三分之一，机电设备的70 %损坏是由于各 种形式的磨损而引起的。2007年我国的 GDP只占世界的6 %，却消耗了世界的30 %以上的钢材；我国每年因摩擦磨 损造成的经济损失在 1000 亿人民币以上，仅磨料磨损每年 就要消耗300 多万吨金属耐磨材料。可见减摩、抗磨工作具 有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用，越来越 受到国内外的重视。
2
模块一 金属磨损的概念
3
一、磨损的概念
▪ 金属摩擦表面相对运动，表面不断发生损耗或产生塑性变 形，使金属表面状态和尺寸发生改变的现象称为磨损 （abrasion）。
▪ 磨损表现为表面不断有细小颗粒被分离出来而成为磨屑， 以及在摩擦载荷作用下，金属表面性质（金相组织、物理 化学性能、力学性能）和形状的（形貌和尺寸、粗糙度、 表面层厚度）变化。
6
二、磨损过程
▪ 在机械的正常运转中，磨损过程大致可分为三个阶段：
7
三、金属的耐磨性
金属磨损自修复技术
金属磨损自修复技术1金属磨损自修复的功能特点和技术指标金属磨损自修复技术是近几年发展起来的一项具有革命的表面工程领域新技术。
它是一种对机械零件磨损区域进行自动补偿,恢复零件原始尺寸和力学性能的抗磨减摩技术。
该技术采用了一种“矿石粉体润滑组合物”(粒度不大于10μm)的修复材料,添加到油品和润滑脂中使用。
修复材料的主要成分为蛇纹石及少量的添加剂和催化剂,其常用组分(质量分数)包含:蛇纹石[化学通式为3MgO·2SiO2·2H2O,结晶构造式为Mg3(Si2O5)(OH)4]50%～80%,软玉10% ～40%,次石墨1% ～10%。
润滑油或脂作为载体，将修复材料的超细粉粒送入摩擦副的工作面上。
它不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，也无毒副作用。
这种自修复材料的保护层不仅能够补偿间隙，使零件恢复原始形状，而且还可以优化配合间隙。
因此，有利于降低摩擦振动，减少噪声，节约能源，实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优化。
金属陶瓷层具有如下异乎寻常的力学和物理性能。
表面粗糙度：属极光表面类中的亮光泽面；摩擦因数：0.003～0.007（干摩擦）；显微硬度：680～710HV；电绝缘：0.1～10μm的电绝缘层；线胀系数：13.6～14.2×10-6（与钢相同）；冲击强度：500MP；耐高温：1575～1600℃（破坏温度）；耐腐蚀：在高湿度、海洋环境、酸碱介质中不腐蚀。
2金属磨损自修复技术的作用机理金属磨损自修复，总微观过程上分为四个阶段:超精研磨，表面清理,修复剂微粒表面凹坑处充分冷作硬化，修复层形成。
当金属磨损自修复材料中粒径为微米级的颗粒材料以润滑脂作为载体进入相互摩擦的机械零件中时,这些微粒材料在机械零件的摩擦中对相互摩擦的机械零件产生超精研磨作用,并通过一系列物理变化和化学变化改变了摩擦表面的金属微观结构。
修复材料在机械零件摩擦表面发生的物理变化是:机械零件在相互摩擦过程中,在摩擦力的作用下,超细微粒颗粒被进一步碾碎,此时微小颗粒对金属摩擦表面产生超精研磨作用,有足够硬度的微粒的超精研磨作用造成金属表面微凸体断裂,使得机械零件摩擦表面的光洁度进一步提高。
金属磨损自修复材料技术
金属磨损自修复材料技术金属磨损自修复技术(Auto-Restoration Technology of Wear of Metals简称ART)，是一项具有革命性的表面工程领域的新技术。
应用这项技术不仅能预防机件磨损，还能修复处于长期运转中的机器磨损表面，由此而大幅度地延长装备的使用寿命和降低能耗，这是市场上销售的各种类型的油料添加剂无法做到的。
这项技术可以应用于任何机械装备发生摩擦的部位。
一、技术特点ART采用发明专利“一种矿石粉体润滑组合物”（粒度不大于10μm），添加到油品和润滑脂中使用，不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，使用中无毒副作用，对环境和人体无害。
用ART处理机械零件可以在其摩擦表面上生成耐磨保护层，从而做到：1．改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更均质和能量更稳定。
2．显著改善接触和摩擦表面的物理-化学和力学性能。
3．选择性的补偿磨损表面，使摩擦副的间隙最佳化。
4．降低机械损耗。
超细粉体微粒铁谱照片（< 10μm）5．与原始金属表面形成化学键结合，没有明显的分界面，不会起层或脱落。
保护层的主要性能参数如下：摩擦系数μ 0.003 - 0.007（比油膜润滑低一个数量级）显微硬度 Hv 690 -1100（比基体硬度提高一至三倍）冲击强度 50kg/mm2线胀系数 13.6 - 14.2 （与钢相同）表面粗糙度属极光表面类中的亮光泽面耐高温 1575 - 1600oC耐腐蚀高湿度，海洋环境，酸、碱介质中不腐蚀内燃机缸套金属陶瓷保护层的光学显微镜像FALEX试样BX60型光学显微镜像二、ART的功效随着保护层厚度的增加，不仅能够补偿间隙，对各种机器的金属磨损表面进行不拆卸的原位修复，使零件恢复原始形状，还可以对新零件表面进行强化预处理，使摩擦振动显著降低，减少噪音，节约能源，最终实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优化。
近三年的国内实践，证明这项技术的主要功效是：1．不解体地原位修复磨损零件，恢复原形尺寸，延长使用寿命，降低维修成本。
磨损及磨损理论PPT幻灯片课件
e.材料的硬度 硬度高的金属比硬度低的金属抗粘着能力强，因为表面接触 应力大于较软金属硬度的1/3时，很多金属将由轻微磨损转 变为严重的粘着磨损。
22
②载荷的影响 粘着磨损一般随法向载荷增加到某一临界值后而急剧增加，
如图所示，K/H的比值实际上是材料硬度与许用压力的关
系。当载荷值超过材料硬度值的1/3时，磨损急剧增加， 严重时咬死。 因此设计中选择的许用压力必须低于材料硬度值的1/3。
发生相互影响。当压力值增加到H/3以上时，整个表面变
成塑性流动区，因而实际接触面积不再与载荷成正比，出
现剧烈的粘着磨损，摩擦表面严重破坏。
17
由于式中的K代表微
凸体中产生磨粒的概 率，即粘着磨损系
数．因此，K值必须
按不同的滑动材料组 合和不同的摩擦条件 求得。右表给出了不 同工况和摩擦副配对
时的磨损系数K值。
距离的总磨损量(即磨损率，通常用于判断材料磨损
的快慢程度)为:
(2)
由(1)和(2)式，可得：
(3) 15
(3)
式(3)是假设了各个微凸体在接触时均产生一个磨粒而导出
如果考虑到微凸体相互产生磨粒的概率数K和滑动距离L，
则接触表面的粘着磨损量3，H为布氏硬度值，则式(4)可
这种模式的摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度 加剧。
c.擦伤
粘着强度比摩擦副的两基体金属的强度都高。剪
切主要发生在软金属的亚表层内，有时也发生在硬金
属的亚表层内，转移到硬金属上的粘着物又刮削软金
属表面，使软金属表面出现划痕，所以擦伤主要发生
在软金属表层，硬金属表面也偶有划伤。
12
d.咬合
如果粘着强度比两金属基体的强度高得多，而且粘着点面积较 大时，剪切破坏发生在一个或两个金属表层深的地方。 此时表面将沿着滑动方向呈现明显的撕脱，出现严重磨损。如 果滑动继续进行，粘着范围将很快增大，摩擦产生的热量使表 面温度剧增，极易出现局部熔焊，使摩擦副之间咬死而不能相 对滑动。 这种破坏性很强的磨损形式，应力求避免。