降低机械磨损

HEATS

    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。
+ }& M7 A8 N9 t$ N" Y' t6 Y8 r3 n; n4 t2 j) a3 N5 Y2 ? Q$ }. q) O5 \1 \6 f9 n) _4 ] V) C9 E9 f9 j( n( d' X P$ r* `7 J ?" ]" g9 L. ^& _# j8 ]+ h, P7 c) N( w1 B# Z: l0 Z- p, @& Z( v$ ?. P- G( g+ I8 q( S7 H3 o3 ^# N) ~. S# f- a- `, x! ?' h$ {, o' x3 r- j/ x/ g- y# A5 y$ Y- D3 w* k3 j# x9 y( c" M1 [6 P# x' g/ s4 ^$ R$ e, \/ A. v2 h/ E4 p+ U% B. V% N3 A/ U- W* } F8 i" Z9 K! d. P! S- W# ]. L: |/ _! J6 H& l) S6 G/ O g' X1 ^$ Q8 q8 w7 ~

5 i7 J' W# E% C1 `( @3 X' |& |; R 试块材料	# B% y! c7 ]. y$ c$ c6 F 试验时间 9 O$ ?$ ]& H' D! S: A 分肿	* R" m2 \0 p6 j) k 摩擦系数	6 K( R4 H9 w5 O( E. F8 Y1 C 磨痕宽度 / \( \3 \4 g; W8 x1 B% A* q0 f   mm	- t0 e& C* l7 S6 F 温度   0C	磨损率 3 C* d2 K& e2 m mm3/KM	状态
DP涂料	/ H) |- n" J) z/ Y 1440	0.008	+ M+ ^" l) K* k8 _( m 3.3	3 J7 f2 J8 T3 O, O5 { 40	: }3 j/ Z4 x# R: _; z' _$ P 0.005	6 n& s4 a6 i _: l2 u3 z# i 良好
青铜	3	! ^8 d- S1 O; U( H# Y! V 0.2	: X2 b. x# s! b 7.5	0 A: Q* b$ R4 @4 ]! U9 P 120	1 l' E0 ^- w& P3 u) @- O0 y0 Z/ x0 a	不正常
0 w b$ T; k8 G( ^# J% @1 h% B 铸铁	5	0.09		, H' \, w$ d% Z0 s$ L 110		开始啃伤
/ i! K6 U) J6 h 货车用耐磨合金	) `. J; d0 W4 v8 W+ n 25	5 o& k1 P4 M/ Z! @ Q3 G2 U 0.008	5	" s8 h ~$ y# y1 u$ e, F 35	0.036	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。