錫青銅和球墨鑄鐵哪個更耐磨？

駱駝草

請問各位，錫青銅和球墨鑄鐵哪個更耐磨？

三腳貓

樓主所說的是磨摩副問題,有高副和低副之分。

高副(線接觸)：齒輪(硬、硬接觸)、蝸輪蝸桿(硬、軟接觸),

" G. h, x4 r, G8 V3 S& `5 S

 低副(面接觸)：活塞桿與銅套、摩擦盤。推薦硬、軟接觸

以下內容是我在工作中遇到的摩擦盤磨損時所整理的資料

. q" `" w: Y) U. x% n" _' m

  相關技術資料
 不同金屬之間的互溶性和磨損系數(*10--4)
AL--Fe   不溶   1. 00  ,   Fe---Cu    溶   19   ,   AL---AL   溶    30  ,    Fe---Fe   溶   77
Cu--ph   不溶   0.1  ,     Ni--ph   不溶   0.21   ,  Fe--Ag  不溶    0.68  ,    Fe---Ph   不溶   0.69
Al--Ph    不溶   1.4 ，   AL--Zn     溶     3.9  ，Mg--Mg    溶    36，   Fe--Mg   溶     38
Cu--Ni    溶      81     
                                         (機器磨損及其對策) P169
     
鑄鐵  價格低,加工容易,導熱系數大,可吸附微量液體,形成含油磨擦面,
           缺點是耐蝕性差.
   而球墨鑄鐵很好解決了這一問題,查<機器磨損及其對策> P184 :
 激光相變強化(表面淬火);
            激光束照射到金屬表面時,由于激光束具有高能量密度,工件被照射部位的表面薄層很快被加到相變溫度以上,加熱時間極短,表面薄層以下及未被照射的部位仍保持冷態.激光束光斑移動后加熱停止,被加熱表層的熱量迅速向周圍冷態金屬傳遞,使表層急劇冷卻,達到相變強化的目的.
                             (實用化學熱處理與表面強化新技術P337)
 激光加熱表面處理工件不易變形,表面光整,可得到較高的表面硬度,比傳統的感應加熱表面淬火對鑄鐵的效果更為突出可達3--4倍.
(QT600-3  硬化層深度0.35mm   HV800-1056) 此零件工作環境良好,腐蝕性情況一般
錫青銅(離心鑄造) ZQSn10-1;       330 σb  / MPa  ,  4  δs  /  0/0  ,   885 HB
                             (機械設計手冊,常用工程材料分冊P3-181)

: k) J; D$ n0 {8 O5 w: ?

1推薦鐵---銅摩擦副;
       推薦理由---    現實中最常用的磨擦副是表面淬火鋼或表面鍍硬鉻鋼--錫青銅,
          錫青銅在有色金屬中硬度是高的,能承載荷,所以抗磨性己好,因為它整體性硬度高,所以耐用性和可修復性好. 
        球墨鑄鐵--磨損后平面磨磨去厚度，還要再淬火，修復性差。

 ( 機器磨損及其對策 )背景資料:
        磨損的基本屬性---磨損的本質應該是材料表面上的物質在位置上的轉移并伴隨著某種化學和金相的變化.作為兩個相互摩擦的磨損表面而言,這種轉移有三種可能性:
<1>材料在一個磨損表面自身上的轉移,表現為金屬表面材料的變形和流動;
<2>材料在兩個磨損表面之間的轉移,如粘著磨損就屬于這種情況;
<3>材料從磨損表面脫落下來成為游離狀態的物質.                                
以上三種情況往往單獨或不同程度地同時發生.因此磨損的最終的表現結果是磨損表面和磨損顆粘的形成 .                                                                                                    P9
  機器零件的磨損取決于兩個方面的因素:
     一是零件磨損表面所受到的載荷和速度,以及周圍環境(包括潤滑和氣氛),這是造成磨損的外部條件;
     二是材料特別是承受磨損的主要部分,即零件摩擦表面及其亞表層的各種金屬顯微組織和理化性質,這是產生磨損的內在因素.                                                            P166    
        潤滑技術----迄今為止潤滑一直是減少摩擦和阻止磨損的最簡單而又有效的方法.潤滑劑除了減摩抗磨的功能之外,還有以下三方面作用:
     將由于摩擦或其它過程產生的熱量及時帶離其產生的區域,從而使機器在一個溫度許可的水平上保持熱平衡;
     可以把磨損顆粒及其它機械雜質帶離摩擦,磨損表面.從而使摩擦表面減少磨損;
     可以保護零件表面不被腐蝕(氧化).                                                                      P191
              名詞解釋
         粘著磨損---粘著就是由于固相熔焊使接觸表面的材料由一個表面轉移到另一個表面上去.      當摩擦表面之間的流體動力油膜或吸附膜遭到破壞或者被"刺透"時,表面微凸體在極高的接觸壓力作用下相互極度接近,形成一種結合力很強的粘結點.微凸體之間的單位面積壓力很快達到材料的屈服點,并使接觸點的材料發生流動,即塑性變形,同時還伴全大量的熱,并使結點界面在瞬間過到材料熔融的溫度,以致結合點熔焊在一起,而其周圍的材料則受到高溫熱處理.這也就是所謂的"固相熔焊"過程.
     粘著磨損---兩種金屬之間的結合可分為混合,固溶和化合三種形式.因此隨之而形成的粘結點的強度也不一樣:混合物的強度一般等于兩種金屬材料的平均強度;固溶體的強度超過兩種中每一種金屬材料的強度;而化合物的強度就比較復雜了.
     粘結點形成的難易和形成后的強度與相互接觸的兩種金屬的互溶性有很大關系.首先同種材料之間是最容易發生互溶的.硬度越高,發生粘著磨損的可能性或程度也越小.
     純凈的同種材料之間形成的結點強度就大.當結點的兩個微凸體隨摩擦表面發生相對動動時就會沿著這個截面產生裂紋和頸縮,最終斷開,并最后造成一個表面上的微凸體材料隨著結點轉移到另一個表面的微凸體上去.在接觸和摩擦的反復作用過程中繼續受到法向力和切向力的反復作用,結點和基體兩者之間產生裂紋并不斷擴張,最終使結點作為磨損顆粒脫落下來.又作為硬質的自由顆粒在摩擦表面之間形成三體型磨料磨損.因此粘著磨損常常表現為非常嚴重的磨損形式,如嚴重磨損和膠合等.          P102   
      當摩擦表面的相對運動所引起的切應力低于材料和結點間的抗剪強度時,表面無法做相對運動,即發生咬死現象.                                                               
     在粘著過程中,由于應變硬化和結點的斷裂釋放出大量的熱,以至在結點的非常微   小的區域產生很高的瞬間高溫,隨即又迅速冷卻,這一方面促使結點界面兩側的金屬加速互相擴散(互溶),另一方向又有氧化損磨伴生.                                                     P104
         磨料磨損---兩個接觸表面之間由于堅硬的凸起或微粒造成材料在表面的移動和脫落叫磨料磨損.
    磨料磨損---作為切削與被切削的材料之間必須要一定的硬度差,對于純凈的和均質的材料來況,對磨料磨損的抗磨牲與硬度成正比,防止外界雜質顆料進入摩擦表面之間,另外盡可能使用潤滑油.          
     一種是較硬摩擦表面上微凸體在較軟摩擦表面上進行犁削,這叫雙體型磨料磨損,
     另一種是由比摩擦表面更為堅硬的顆粒引起的磨料磨損,這種堅硬顆粒可以是由外面進入接觸界面的,也可以是相互滑動表面自身由于粘著,剝落,氧化或其它化學和磨損過程所生成的,其尺寸大于表面間的油膜厚度,它們在表面運動中有可能因滾動而劃傷表面,也有可能鑲嵌在較軟的表面上,即犁削.這叫三體型磨料磨損.
     兩個做相對運動的接觸表面,如果有較大的硬度差,那么較硬表面上的微凸體就很
容易在較軟表面上進行犁削.                                                                                          P105
         剝層磨損---較硬表面上的微凸體在較軟表面上形成變形層之后,繼續不斷地進行輾壓的過程.增加油膜厚度或減小表面粗造度都到以減緩剝層磨損.           

crab22

三腳貓 發表于 2006-12-31 16:49
樓主所說的是磨摩副問題,有高副和低副之分。
6 D6 h9 p) {  J+ V- m高副(線接觸)：齒輪(硬、硬接觸)、蝸輪蝸桿(硬、軟接觸),
2 }& E4 v$ P; ~6 `& v&n ...

- Y+ H% d) ?( X( ?1 u很好的資料，請LZ指點球鐵、錫青銅、鋁青銅做導套那個更耐磨？非常期待與感謝！