机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略

机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略

吴焱华

东莞南玻太阳能玻璃有限公司广东东莞523000

摘要：机械设备作为工业技术发展过程中一项非常重要的基础设施，对工业技术的快速发展、安全发展、创新发展均起到了非常重要的支撑作用。然而机械设备的使用过程中也普遍存在着金属材料磨损的问题，对机械设备使用性能造成不利影响的同时还会对产生的生产稳定性、安全性造成严重破坏，是导致企业经济损失的一项重要原因。针对机械设备金属材料的常见磨损失效进行分析论述并采取相应的预防措施，对确保机械设备的有序使用、安全使用、稳定使用有积极作用。基于此，本文将针对机械设备金属材料的磨损失效进行具体分析，同时提出相应的安全防护策略。

关键词：机械设备；金属材料；磨损失效；安全防范

机械设备在运行使用的过程中必然会出现金属材料的磨损，导致机械设备金属材料的表面形状不断损耗的同时，还会对金属材料的表面质量、机械结构乃至材料性能造成严重损害。而当前工业领域中机械设备的运行环境要求越来越多，部分机械设备的运行环境也越来越复杂，外界环境对机械设备的运行影响越来越大，都会导致机械设备运行过程中金属材料不断出现磨损现象，对机械设备的正常安全使用造成不利影响。基于此，本文将针对机械设备金属材料的磨损失效进行具体分析，同时提出相应的安全防护策略。

一、机械设备金属材料磨损失效的类型

机械设备金属材料的磨损过程可以分为四个阶段，包括跑和磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段以及最终磨损阶段。同时依照机械设备金属材料的表面破坏机制，其磨损类型则分为以下几种：

1.1疲劳磨损

疲劳磨损指的是金属表面相互接触并发生相对运动，由此形成的接触区循环压力逐渐超过材料的疲劳强度，并由此引发金属材料表面层裂纹、裂纹扩散现象，最终导致裂纹以上的材料断裂剥落下来的一种磨损过程。疲劳磨损本身又可以分为两种，首先非扩展性的疲劳磨损指的是材料刚刚接触时其表面接触面较小、接触应力较大，随着接触面积不断扩大而单位接触应力逐渐降低，由此产生的小麻点磨损也会逐渐停止扩大的一种磨损类型；其次是一种作用于材料接触表面并由于交变应力较大而导致材料在相互接触的初期阶段就产生小麻点，并且由于材料的塑性以及润滑性能较差，导致短时间内材料表面的小麻点逐渐扩散并形成豆瓣状的凹坑。

疲劳磨损会导致机械设备金属材料出现一定程度的损坏现象，严重者甚至会出现机械部件破裂、机械性能丢失等问题，对机械设备的正常运转及经济效益造成严重破坏。

1.2磨粒磨损

磨粒磨损是机械设备金属材料普遍存在的一种磨损类型，其指的是由于外界应颗粒或者对磨表面上的硬突起物、粗糙峰在金属材料表面相对运动过程中，对金属工作表面产生划伤并由此导致金属材料的表面材料脱落而引发的材料磨损问题。磨粒磨损可以分为二体磨损、三体磨损等多种类型。

1.3腐蚀磨损

腐蚀磨损指的是在金属材料表面相对运动的过程中，金属材料本身与周围介质发生化学反应、电化学反应进而引发的一种表面损伤现象。当前机械设备金属材料常见的腐蚀磨损包括有氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损等多种类型，同时腐蚀磨损会造成机械设备金属材料摩擦副表面工作中的材料损失，对机械设备的使用性能造成严重破坏。

1.4粘着磨损

粘着磨损是一种由于金属材料的摩擦副表面相对运动过程中，其接触点上的固相焊合作用引发接触表面的材料从一个表面转移到另一表面，进而导致金属材料的粘着磨损问题。根据相关研究结果，粘着磨损的发生过程依次为金属表面接触、塑性变形、表面膜破裂、粘着、剪断结点、再粘着的持续循环过程，而粘着磨损的影响因素包括金属材料表面的相对运动距离、金属材料的负压载荷以及金属材料的具体硬度等。同时依据金属材料粘着磨损剪断位置的差异，其表面损伤程度各不相同，也可以分为轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱、咬死等不同类型。

1.5微动磨损

微动磨损指的是机械设备金属材料其部件表面在外界负荷不断变化的情况下，引发的小振幅相对往复振动，并由此导致金属接触表面产生大量的氧化物微粒堆积，最终形成微动损伤。由于并没有出现宏观上的相对运动，所以微动磨损其实是非常细微的，但一旦发生宏观上的相对运动，则微动磨损会迅速扩大。

二、机械设备金属材料磨损失效的防范

针对上述常见的机械设备金属材料磨损失效类型，本文认为应该采取以下安全防范策略：

2.1选择合适的金属材料

金属材料的自身性质是决定金属材料磨损的一项决定性因素，而依据机械设备的不同使用需求，以及机械设备中不同构件的工作需求来选择合适的金属材料，对避免金属材料磨损有重要意义。例如对于工作环境较差、工作强度较高的机械设备，应当选用机械强度较高、能够承受较大载荷的机械部件。在此基础上，相关人员还可以对金属表面的加工工艺进行优化，通过科学工艺来预防金属材料磨损的发生。但需要注意的是，金属材料的选择也要考虑到机械设备的生产成本、生产工艺和加工成本，在尽量符合成本要求的情况下提升机械设备的抗磨性能。

2.2革新材料的制作技术

改进金属材料的制作技术是提升机械设备使用性能的一项重要手段。首先针对金属材料的加工工艺应不断改进，以提升金属材料不同部件表面的光滑程度和抗磨性能，以此达到预防金属材料磨损失效的目的；其次针对金属材料加工工艺的选择，应该通过锻造、浇铸、切割等多种方式来提升金属部件的抗磨性能，确保机械设备的有序安全使用。

2.3改善设备的工作环境

机械设备的工作环境是影响其设备中金属材料磨损失效状况的一项重要因素，因此通过改善机械设备的工作环境，也能有效达到预防金属材料磨损失效的目的。相关人员在机械设备的运行过程中，应当对设备运行环境进行全面优化，避免腐蚀性杂质对金属材料造成损伤的同时，重点关注设备的使用时间，避免超额运转造成金属设备的磨损失效。

2.4选择合适的润滑油

润滑油是提升机械设备使用寿命、预防金属材料磨损失效的一项重要措施。需要注意的是不同工作环境下的不同金属材料，其适用的润滑油类型也各不相同，应选择适合当前工作环境、机械设备的润滑油类型来避免相对运动造成的磨损失效。而使用润滑油进行日常保养，对保障机械设备正常运转也有积极作用。

三、结语

综上所述，本文针对机械设备金属材料的磨损失效类型以及相关预防措施进行了分析论述。金属材料的磨损失效是不可避免的一项问题内容，但其可以通过种种措施来有效预防和延迟磨损。相关人员应全面熟悉机械设备和金属材料的实际类型，为其选择合适的工作环境，加强日常保养，尽可能的避免严重金属磨损失效问题的发生。

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