機件磨損原因主要在于：用以黑色金屬（鋼和鑄鐵）為基體的合金制造機械零件，特別是摩擦零件是不適宜的。因為：
1． 合金屬于化學(xué)不穩定材料
鋼是多種元素的固溶體，這些元素在生產(chǎn)過(guò)程中導致化學(xué)不穩定狀態(tài)，而且這一固溶體混合很差。只要在板材的各點(diǎn)上或在棒料的各長(cháng)度上取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析你就會(huì )得到這個(gè)結論。添加劑和熔劑一方面使鋼具有必要性能，另一方面它又是在結晶學(xué)水平上內應力的集中源和化學(xué)上最有害夾雜的生成源，這些雜質(zhì)首先與其周?chē)脑匕l(fā)生化學(xué)反應。我還沒(méi)有說(shuō)在這些固溶體中有大量氫原子會(huì )導致摩擦表面發(fā)生氫致裂紋。氫在高爐和轉爐中已經(jīng)溶解到黑色金屬中去了。
2． 經(jīng)受電化學(xué)腐蝕
仔細觀(guān)察可見(jiàn)機械零件在工作時(shí)發(fā)生相對運動(dòng)，軸以不同速度旋轉或者摩擦副中有一個(gè)是不動(dòng)的。這就造成在零件摩擦表面上產(chǎn)生不同的電位，在接觸點(diǎn)上產(chǎn)生電場(chǎng)，摩擦表面上發(fā)生化學(xué)反應的速度急劇加快。加入機械中為防止其磨損的潤滑油是這些反應產(chǎn)物的轉移因素。應補充的是，更為嚴重的情況在于摩擦接觸表面的化學(xué)成分不同，在摩擦表面上存在產(chǎn)生于鐵和專(zhuān)門(mén)加入到鋼中的成分和熔劑晶體之間的微電場(chǎng)。再有就是氫致裂紋造成的破壞。電化學(xué)腐蝕的作用導致摩擦表面的結構變的疏松，喪失其原始強度，從而進(jìn)一步加劇了電化學(xué)反應的速度。迄今為止人們依舊使用黑色金屬制造機械零件，這就無(wú)法避免電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
電化學(xué)反應造成破壞的最明顯例子便是鋼制軸頸在其與密封接觸處的磨損。
3． 零件重量相對較大
為了得到相當的結構強度和一定的保險系數，絕大部分黑色金屬品種的物理—機械性能要求金屬用量較大。這就造成啟動(dòng)時(shí)載能體的損失。在市內和公路行駛時(shí)耗油量的差別就可說(shuō)明這一問(wèn)題。
4． 不能“干”摩擦
在焊合處金屬很快發(fā)生擦傷、回火及各種損傷。因此由黑色金屬制成的結構要求在摩擦表面之間必須加有使其分隔和降溫的潤滑材料。潤滑油通過(guò)專(zhuān)門(mén)油路系統供油，使機械結構更趨復雜和更加笨重。
5． 黑色金屬加工工藝復雜
我們只談到涉及廣泛應用的工序——金屬的車(chē)削和磨削加工。因為在多數情況下零件在完成這些工序后即為成品，也因為我們對這些零件的表面狀態(tài)（在未來(lái)與類(lèi)似表面相接觸）感興趣。注意觀(guān)察車(chē)削過(guò)程可見(jiàn)，這只是表層位移變成切屑而已。在車(chē)刀后方我們見(jiàn)到的是有大量對車(chē)刀行程垂直的斷裂痕跡的切削表面，——這些微裂紋在未來(lái)只會(huì )擴展和深入。當然，車(chē)刀后面的情況是不相同的，如車(chē)刀的刃磨如何？是什么型號的車(chē)刀？金屬的種類(lèi)？最后，還有機床主軸軸承的間隙如何？總的來(lái)說(shuō)，是表面遭到了破壞。磨削對零件工作表面的破壞情況大同小異。應用最廣泛的金屬加工工藝——車(chē)削和磨削破壞了零件的工作表面，使其在未來(lái)加速磨損。這里還有人的因素。事實(shí)上并不是所有的工人在車(chē)削時(shí)都能避免使用尖銳車(chē)刀和使用正確刃磨的車(chē)刀。
這些情況是長(cháng)期形成的，人們一直在積極探索出路，希望早日找到合適的黑色金屬的代用材料。 |
