降低机械磨损

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    在不少人心目中，认为机械零部件的硬度愈高，就愈耐磨；认为要提高耐磨性能，就必须提高硬度；认为要提高硬度只有，一，整体更换，采用硬度更高的机械材料，二，进行零部件物理性能处理，提高其表面硬度。硬度几乎成为耐磨性能的标志。这样的看法其实是不全面的。众所周知的，巴氏耐磨合金就是一个明显的例外。但是由于巴氏合金的工艺操作比较复杂，质量控制相对困难，而且耐磨性能也不够突出，因此采用范围不广。现代高分子复合材料及其成型工艺的出现，开始在扭转形势。
    高分子复合材料之所以能惊人地提高机械耐磨性，主要原因有四：
    1，高分子复合材料整体的硬度不高，但在软基体中，配置有刚玉粉，氮化硼，金刚砂等硬质点，其硬度高出铜，铁，钢，钛合金等若干倍。因此具备很高的耐磨性。
    2，高分子复合材料工作面在滑动中，形成转移膜，将其摩擦对方表面的微观粗糙度，填平补齐，同时进行抛光，因而起到了双重保护作用，使对方另部件极少磨损。导致摩擦副双方使用寿命同时提高。
    3，高分子复合材料中配置有固体润滑剂，可以在不需要大量给油的情况下，成倍地降低摩擦系数，摩擦阻力。从而减少磨损。同时在短期缺油的情况下，克服拉伤，腐蚀，生锈。
    4，采用高分子复合材料修理机械时，可在零部件加工后，或组装状态下，直接以另部件为模型，涂层成型，获得一般靠精加工成型，难以达到的配合精度和组装精度，如轴套之间的同心度，接触面的密合度等可以接近100%等。事实上，提高精密度已是大多数现代机械降低机械磨损的关键和方向。
    可见，采用以柔克刚，刚柔并济，并能保护对磨件的复合材料和工艺，较之采用以硬碰硬，以牺牲对磨件为条件的高硬度传统金属和硬化处理工艺，要优越得多。而且这一成果是在大幅度简化工艺，提高效率降低成本的条件下取得的。
    例如：，铁路系统发展的DP型涂料与其他修理材料，在M2000型试验机上测定的性能对比数据如下：       
    测定条件：  1， 轴压   500 N， 2， 转速    400  rpm，  3， 滴油润滑。
9 W( a+ W7 ?$ x! T! Y: R6 R3 ~( r0 f+ Z$ B: @/ K( M9 c( ~. R: M' y* s9 V5 }5 f1 O3 p$ a) l( z* q l8 s d* S& X5 K; w' ^; T9 j8 ?) s! ^: N7 Z" T1 J- f, g/ f) Z2 h7 j; @% `) V% H' Q" }6 z# j# Q" k: [$ e, L% a- O `+ ]* g0 m: I6 m, @! i; \% v2 k! n& G4 K0 c0 r! A: M6 I0 [! g4 z% K) B) _. ?/ d4 u9 x+ e9 }4 ?7 r" R# w) x' o9 f7 T: Y m+ r& h4 k }' D- {2 V3 C h4 x( U \+ ]- D0 b5 V8 ]) V0 U) K, V; j# ^; A$ i; \0 F! k$ y9 ~5 n2 {: S% [( Z, \8 U( @8 M1 F8 z% l0 a2 h

) t) O% R, D6 ?; v+ L* K$ z 试块材料	: b$ B: h5 z/ _. J$ D. Q/ E 试验时间 8 K1 a+ |% N E' |3 E 分肿	! ^- F/ g: w A' e, \ 摩擦系数	( v# N2 Y7 c, q8 Q: }0 f* p 磨痕宽度 - z) g4 e, Q" G+ u: z& i   mm	/ D9 i# M4 d$ @3 C3 w( {" @7 H 温度 + b/ D& g3 N/ H0 N+ s; b. l" X9 K0 O   0C	. b' O. U5 ?! w( A* g) L 磨损率 6 V7 V) A" l) s& K mm3/KM	状态
DP涂料	1440	3 f3 U8 @- H: Y& ~ 0.008	3.3	40	8 }0 }# R/ l i! Y% ?" m( ~ 0.005	' Q8 B- {: ?% T& A9 p 良好
; A3 [8 K( q) \- G$ ~) _ 青铜	" j, u0 I! b U2 R& l8 {3 u* v1 l 3	$ u* b6 ]. o2 ~ ~8 K 0.2	7.5	8 f* f2 w! \: j. S# @1 W 120	; c) C- O9 w% h" y1 y	) y) y/ \8 R& O' m0 H! n 不正常
3 X/ u. u* w& t# c 铸铁	1 N; ^" ?8 ?; t: _8 T" U/ M 5	0.09	# s5 K. \. H6 t% M; u, x+ C2 \	& U8 O% P. C! j. z 110		开始啃伤
8 @7 z' p& X9 Q 货车用耐磨合金	; H3 I4 i; L+ N: k' S 25	0.008	+ T( @8 h# p6 U/ D: y' ^) g% ` 5	35	! J& ?: w8 ^3 u1 `- K) S7 \* ~ 0.036	! [# `/ |# |7 Y9 E) t+ n* l* d+ ^ 良好

    可见四种材料在测定的摩擦磨损性能上，耐磨合金，DP涂料要好的多。巴氏耐磨合金和DP涂料的减磨性能相似，而在耐磨性能上，后者较前者要高7倍。在实际应用中，如橡胶厂的炼胶机的轧辊轴承，材质原设计为青铜。用多个稳钉固定在轴箱体上,以免在辊碾力下松动。工作轴压44吨，轴颈为￠250  × 200mm.。在采用复合涂层技术修理时,不用铜瓦，直接在轴箱体上涂层，也无需稳钉。经过四个月，双班运行后检查，几乎量不出磨损来。
    DP型涂料不仅本身耐磨，还能保护其对磨件，极少磨损，并避免拉伤。例如，离心式给水泵平衡轮的材料是昂贵的特殊铸铜与铸铁体形成摩擦副，每分钟转数上千。由于在高速起动下承受很大的冲击力，一般寿命只半年，有的几天就啃伤，平衡轮报废，。采用精密化技术不仅可以把啃伤的平衡轮修复使用，寿命还较新轮提高三倍。又如，同一台铁路机车，几个轴箱的滑动面分别与铸铁和涂层的游动钣形成摩擦副，运行时由于缺油。前者严重拉伤，而后者则全部光滑如初。
    复合材料涂层工艺是以粘结技术为基础，大量精简传统修理工序，只要用刮刀将糊状的复合材料抹到清洗过的工件缺陷部位，将其填平补齐，然后放入涂有脱模剂的专用工装中[简单平面修复，可仅用一块定位平板。单件修理时，可以直接用与之配对的工件为工装]调整定位，抹净挤出来的余料，在一定温度下，经过一定时间，表面涂层固化与基体结合成型，即可投入使用。也就是说，精密化工艺不焊，不用机床加工，不用钳工镶配，以一步到位的修理模式，代替传统的，以焊接为基础的，三阶段修理模式 [先补焊，调直，热处理，然后送平台画线，再一个面，一个面地机械加工成形，最后还要靠钳工刮研镶配来满足组装精度要求]。工艺简化，效率提高，在巴氏合金技术的基础上又跨进了一大步。
    无论是在技术上，安全上，效率上，经济效益上，以柔克刚，刚柔并济的高分子耐磨减磨材料和工艺，都具备了大量推广的价值和可行性。同时完全符合十一五发展方向。高分子复合材料涂层技术曾获得铁道部鉴定，批准在蒸汽机车上推广使用。现在正酝酿在提速货车上推广。事实上，宇航，煤矿，船舶，机床，水利等工业中，也在不同的产品上，以不同的名称，配方，工艺开发推广着。既有共性的理论基础，也有个性的实践经验，可供广大机械工业，开展技术创新的借鉴。