淺析車輛機(jī)械零件磨損及預(yù)防措施

肖仕昊，梁卉

（1.華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210；2.河北旭天信息技術(shù)有限公司，河北 石家莊 050000）

機(jī)械零件的磨損是很多車輛在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)的問題，也是影響車輛質(zhì)量、壽命和使用安全的重要因素。從實(shí)際情況看，磨損、腐蝕和疲勞等因素是造成車輛機(jī)械零件失效的主要形式。其中，有七成以上的車輛零件報(bào)廢是由磨損問題導(dǎo)致的。因此，機(jī)械零件的磨損是當(dāng)前很多車輛失效的主要形式，也是車輛制造最為關(guān)心的問題之一。機(jī)械零件的耐磨損能力也成為了衡量車輛質(zhì)量和安全性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

1 車輛機(jī)械零件磨損的常見情況

對(duì)于車輛而言，機(jī)械零件的磨損形式有很多種，每種類型的磨損造成的危害程度也不一樣。根據(jù)方式的不同，車輛機(jī)械零件磨損主要分為粘著、磨料、疲勞、腐蝕磨損等四種類型。

1．1 粘著磨損

車輛在使用過(guò)程中，機(jī)械零件的會(huì)因?yàn)楸砻娴南嗷ソ佑|出現(xiàn)摩擦情況，這就會(huì)導(dǎo)致表面金屬的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件的磨損。這種磨損類型被稱為粘著磨損。粘著磨損是車輛機(jī)械零件磨損最為常見的類型，也是造成車輛零件失效的最為主要的形式。根據(jù)車輛機(jī)械零件摩擦接觸面之間的強(qiáng)度和硬度的不同，粘著磨損主要可以表現(xiàn)為擦傷、咬死、涂抹、膠合和輕微磨損等類型。而且，當(dāng)出現(xiàn)粘著磨損時(shí)，車輛機(jī)械零件在粘著點(diǎn)及其附近區(qū)域，很容易發(fā)生潤(rùn)滑油破損的現(xiàn)象，這樣就很容易導(dǎo)致表面摩擦產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散掉。粘著點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間受熱，就會(huì)發(fā)生塑性變形，進(jìn)一步就會(huì)出現(xiàn)剪切撕脫。而且，在此過(guò)程中，粘著點(diǎn)還很容易出現(xiàn)粘著再撕脫的情況，這就會(huì)加重車輛機(jī)械零件的磨損。嚴(yán)重的情況，就是零件表面因?yàn)槟Σ炼鴮?dǎo)致破壞，最終使得機(jī)械零件無(wú)法正常工作，也為車輛的行駛安全埋下了巨大的安全隱患。

1．2 磨料磨損

車輛在運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件與一些硬質(zhì)顆粒之間相互摩擦，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件表面材料的損傷，這種類型的磨損被稱為機(jī)械零件的磨料磨損。磨料磨損是很多機(jī)械零件損傷的主要因素，很容易造成車輛機(jī)械零件的嚴(yán)重?fù)p傷。磨料磨損對(duì)車輛機(jī)械零件的影響程度與磨料的形狀、位置、尺寸、材料表面屬性和外部環(huán)境都有著一定的關(guān)聯(lián)。對(duì)磨料磨損的解釋有很多種，其中，以微量切削為主的假說(shuō)最為常見。這種機(jī)理認(rèn)為，材料表面的微量切削時(shí)導(dǎo)致磨料磨損的關(guān)鍵。車輛機(jī)械零件在摩擦過(guò)程中，會(huì)發(fā)生材料的摩擦擠壓，從而使得材料表面出現(xiàn)擦痕。而這種擦痕在機(jī)械零件的摩擦過(guò)程中，可以被看作是切削材料，從而會(huì)導(dǎo)致磨屑的出現(xiàn)。這些磨屑就可以充當(dāng)硬質(zhì)顆粒，進(jìn)而導(dǎo)致零件的磨料磨損。

1．3 疲勞磨損

這種類型的機(jī)械零件磨損，主要是指材料表面部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在接觸應(yīng)力的作用下，材料表面出現(xiàn)凹陷或者顆粒剝落，進(jìn)而導(dǎo)致摩擦材料表面出現(xiàn)的損傷情況。循環(huán)接觸應(yīng)力是造成疲勞磨損的主要因素。而且，循環(huán)接觸應(yīng)力具有持續(xù)不斷，來(lái)回循環(huán)，周而復(fù)始的特點(diǎn)，從而很容易導(dǎo)致摩擦表面出現(xiàn)裂紋。而且，這種裂紋也很容易擴(kuò)大，進(jìn)而引起材料的剝落。對(duì)于車輛機(jī)械零件而言，疲勞磨損主要有兩個(gè)過(guò)程。一是材料表面出現(xiàn)裂紋，而是這些表面裂紋的擴(kuò)大，進(jìn)而出現(xiàn)材料表層的脫落。疲勞磨損對(duì)機(jī)械零件的損傷程度主要取決于接觸運(yùn)動(dòng)的程度和種類。車輛零件的疲勞磨損程度與粘著磨損和磨料磨損相比，都要小很多，且其主要集中于那些傳動(dòng)零件和滾動(dòng)零件上。比如軸承中的滾珠、齒輪嚙合面等部位。一旦出現(xiàn)這種類型的磨損情況，車輛機(jī)械零件的振動(dòng)就會(huì)變得劇烈，其噪聲也會(huì)更大，零件之間的摩擦強(qiáng)度也會(huì)增加，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械零件失效，失去工作能力，降低了車輛的使用壽命，影響到了車輛的行駛安全。

1．4 腐蝕磨損

腐蝕磨損既與零件材料的表面摩擦有關(guān)，也與材料的腐蝕有關(guān)。腐蝕磨損中，材料的磨損包括氣體磨損和液體磨損情況。車輛機(jī)械零件的工作過(guò)程中，零件的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致材料摩擦表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或者電化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)很容易使得摩擦表面材料收到破壞。車輛機(jī)械零件的腐蝕磨損不僅取決于材料的種類和表面材料摩擦的程度，也很大程度取決于零件的工作環(huán)境。在那些高溫和濕度大的環(huán)境下，化學(xué)反應(yīng)就會(huì)加劇，車輛機(jī)械零件的腐蝕磨損也就會(huì)更加嚴(yán)重。對(duì)于金屬材料的機(jī)械零件而言，氧化磨損是腐蝕磨損中作為常見的形式。氧化磨損主要是材料受到氧化作用而出現(xiàn)損傷的情況。這種磨損也是一種較為緩慢的過(guò)程，其首先往往發(fā)生在材料表面。而隨著時(shí)間的推移，材料內(nèi)部也會(huì)逐漸接觸空氣被氧化。這些被氧化的材料在摩擦作用下，就會(huì)出現(xiàn)脫落。此外，金屬材料也會(huì)與一些特殊的介質(zhì)，諸如酸、堿和某些鹽類物質(zhì)反應(yīng)。在這些特殊介質(zhì)環(huán)境中，車輛機(jī)械零件也更容易出現(xiàn)腐蝕磨損，進(jìn)而影響到車輛的使用安全。

2 車輛機(jī)械零件磨損的預(yù)防措施

2．1 粘著磨損的預(yù)防措施

粘著磨損往往容易發(fā)生在油膜破裂、潤(rùn)滑不好以及一些干摩擦的部位。因此，粘著磨損的預(yù)防不僅需要保證零件的材料質(zhì)量，也要選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑物質(zhì)。在材料選擇方面，應(yīng)該采用耐摩擦的材料。那些互溶性小的材料可以有效減少摩擦表面的粘著傾向，因此，選擇合適的摩擦配對(duì)材料有利于減小粘著磨損。此外，還可以利用表面處理或者電鍍等技術(shù)，在零件表面加上一層保護(hù)層，以減小摩擦材料表面的互溶。而在摩擦材料表面的潤(rùn)滑方面，就需要保證這些表面有一些諸如潤(rùn)滑劑膜、邊界膜和油膜等容易剪切的膜。這些膜的存在，可以使得零件表面的摩擦更為柔性和順暢，就能有效降低摩擦表面接觸的剛度，因而可以使得車輛機(jī)械零件受到磨損的破壞程度大大降低。但需要注意的是，這些易剪切的薄膜應(yīng)該進(jìn)行定時(shí)檢查，并按時(shí)更換。否則，這些薄膜被破壞之后，裸露出來(lái)的零件表面長(zhǎng)時(shí)間工作同樣會(huì)受到粘著磨損的破壞。

2．2 磨料磨損的預(yù)防措施

車輛機(jī)械零件磨料磨損預(yù)防的關(guān)鍵在于減少或者避免磨料進(jìn)入到零件中。磨料磨損的預(yù)防可以在車輛裝配和后期保養(yǎng)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。在車輛裝配過(guò)程中，就必須保證機(jī)械零件的干凈程度，避免一些硬質(zhì)顆粒粘附在零件表面。而在日常的使用過(guò)程中，則需要注意對(duì)機(jī)械零件的日常保養(yǎng)。定時(shí)對(duì)各個(gè)零件接口進(jìn)行檢查，避免硬質(zhì)顆粒的聚集。同時(shí)要做好車輛機(jī)械零件濾清設(shè)備的定時(shí)檢查、及時(shí)清洗和更換工作。車輛在保養(yǎng)時(shí)，也要選擇灰塵少和環(huán)境好的地方，避免給機(jī)械零件引入新的雜質(zhì)和顆粒。

2．3 疲勞磨損的預(yù)防措施

保證車輛機(jī)械零件材料表面的清潔度同樣是預(yù)防疲勞磨損的關(guān)鍵方法?？刂撇牧现蟹墙饘俨牧想s質(zhì)的含量，保證碳化物和基體組織的均勻性，可以幫助提高車輛機(jī)械零件材料的純潔度。提高零件材料的純潔度，能增強(qiáng)材料本身的抗磨損能力之外，而保證零件材料表面的清潔度，則還能有效降低零件表面的摩擦系數(shù)。而摩擦系數(shù)的降低，就能減弱摩擦給材料表面帶來(lái)的損害，以增強(qiáng)機(jī)械零件的耐疲勞磨損能力。

2．4 腐蝕磨損的預(yù)防措施

腐蝕磨損對(duì)車輛機(jī)械零件的損害主要是由零件材料表面與周圍介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)造成的。因此，對(duì)腐蝕磨損的預(yù)防，關(guān)鍵在于減少或者延緩這些化學(xué)反應(yīng)對(duì)零件的破壞。對(duì)于車輛使用人而言，要養(yǎng)成良好的用車習(xí)慣，避免長(zhǎng)時(shí)間的頻繁振動(dòng)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作產(chǎn)生的高溫對(duì)零件的損害。而且，金屬材料也容易受到酸性或者堿性物質(zhì)的腐蝕，日常車輛的使用，也要防止一些腐蝕介質(zhì)的產(chǎn)生。此外，對(duì)于那些容易被氧化腐蝕的零件表面，也要進(jìn)行特殊處理，可以在材料表面鍍上一層防腐保護(hù)膜，以降低車輛機(jī)械零件的腐蝕磨損程度。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械零件的磨損是影響車輛質(zhì)量、壽命和行駛安全的主要因素。因此，加強(qiáng)車輛機(jī)械零件的磨損預(yù)防工作至關(guān)重要。對(duì)于零件磨損問題，關(guān)鍵在于提前預(yù)防，綜合考慮多種因素，并采用適當(dāng)?shù)姆绞綔p少或者避免這些損傷。未來(lái)，隨著材料技術(shù)和制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，車輛機(jī)械零件的耐磨損能力也將進(jìn)一步增強(qiáng)，這對(duì)促進(jìn)我國(guó)車輛產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要的實(shí)際意義。