表面質(zhì)量雖然只反映表面的幾何特征和表面層特性,但對機械零件的耐磨性、配合質(zhì)量、抗疲勞強度、抗腐蝕性及接觸剛度等方面的使用性能都有一定程度的影響。
機械零件的使用壽命在很大程度上取決于零件的耐磨性。零件的耐磨性主要與摩擦副的材料、熱處理情況和潤滑條件有關(guān)。在這些條件確定的情況下,零件的表面拋光質(zhì)量就起著決定性的作用。
(1)初期磨損階段,也稱為磨合階段。當兩個零件表面剛開始接觸時,只是表面粗糙的凸峰相互接觸,實際接觸面積很小,單位面積壓力很大,不能形成潤滑油膜,接觸處形成局部干摩擦,其應力可能超過金屬的屈服極限和強度極限。隨著摩擦副的相對運動,接觸部分金屬被撕裂、破碎或切斷,凸峰很快被碾平,磨損速度較快。
(2)正常磨損階段。隨著磨合過程的進行,表面粗糙度值逐漸減小,實際接觸面積增大,單位面積壓力減小,摩擦表面之間具有良好的潤滑條件,磨損將以緩慢速度進行。
(3)急劇磨損階段。經(jīng)過相當長一段時間后,隨著磨損的進行,表面粗糙度值繼續(xù)減小,潤滑油被擠出接觸面,致使接觸面問形成了半干摩擦,甚至于摩擦,摩擦阻力增大,加劇了表面磨損。 同時,由于實際接觸面積進一步增大,促使接觸表面問分子吸附力增大,從而容易出現(xiàn)表面分子粘合的表面咬焊現(xiàn)象,隨著運動的進行,局部咬焊的表面將被撕裂。有時還會由于摩擦產(chǎn)生的大量熱量,,使接觸表面出現(xiàn)高溫,改變金屬組織,降低表面硬度,甚至還能使局部接觸表面熔焊在一起,導致磨損劇烈增加。
表面質(zhì)量中的幾何特征和物理力學性能對零件的耐磨性都有一定的影響。零件初期磨損量與表面粗糙度值有著密切的關(guān)系。在一定工作條件下,都存在一個初期磨損量最小的最佳表面粗糙度值。隨著載荷增加,曲線向右上方移動,最佳表面粗糙度值也由0:向右移至02 0一般工作情況,表面粗糙度Ra值為0.41_rum—0.81um時,初期磨損量最小。