机械设备金属材料的磨损防范策略研究

机械设备金属材料的磨损防范策略研究

张彦文 ,戴志伟   ,张利静

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司  

摘要：机械设备作为工业化的产物，标志着人类生产力的进步，对人类社会与经济发展起到重要的推动作用。机械设备在使用过程中不可避免地出现各种故障，而金属材料磨损是造成设备故障的主要因素之一，不仅影响机械设备的性能，还关乎生产安全与人身安全，一旦发生事故，势必造成经济损失，甚至造成人身伤害。针对金属材料磨损的原因进行分析，找寻防范金属磨损的策略，进一步提高金属材料寿命的方法对提高机械设备寿命、保障生产安全具有十分重要的现实意义。本文主要分析机械设备金属材料的磨损防范策略。

关键词：机械设备；金属材料；磨损防范策略

引言

进入21世纪以来，人类的生产力大幅提升，先进的机械设备是促进生产力提高的决定因素。在机械设备的日常使用中，金属磨损是最常见的损坏现象，因金属磨损造成的设备故障经常给企业带来经济损失。金属材料磨损是伴随设备运行而必然出现的现象，不仅会改变机械零件表面质量和形状，还会伤害设备的机械结构，现阶段机械设备的使用环境越来越广泛，甚至在极其恶劣的环境中运行，都加剧了金属材料磨损，给设备运行带来安全隐患。

1、磨损的过程

金属材料磨损可以划分为3个时期，即初始磨合、稳定磨损和剧烈磨损。（1）初始磨合是指机械设备在投入使用的初期，金属零件表面不规则的凸起被逐渐磨光滑的阶段，这一阶段磨损速度很快，但随着不规则突起逐渐被磨平，表面被磨得光滑，金属部件的接触面积增大，磨损速度会迅速降低，进入稳定磨损时期。（2）稳定磨损时期是指机械设备运行一段时间后，金属零件表面被磨得光滑，产生加工硬化作用，虽然零件的几何形状发生了很小的改变，但接触变得更好，金属表面的接触以弹性接触为主，磨损速度变慢，并能持续较长的时间，磨损量与设备运行时间成正比。（3）剧烈磨损时期是指设备运行较长时间后，金属零件表面已经不再光滑，金属表面的接触也不再以弹性接触为主，磨损速度加快，基础零件表面的组织因疲劳、碰撞或摩擦等原因快速脱落，在较短的时间内发生较大的尺寸与形状改变，使配合精度降低，机械设备运行不再平稳，产生振动和噪声，最终导致金属零件的损坏。

2、金属材料磨损失效现象及其危害分析

金属材料磨损作为当今工业生产机械中最常用的基本材料，随着两个金属零件相互接触的运动，需要摩擦力，在长期作用下容易产生磨损，从而造成明显的变形在工业机械设备的长期使用中，由于其运行条件往往不是特别理想，内部部件的工作强度相对较高，相互移动的金属部件往往受到较大的摩擦影响，特别是受到明显的震动和冲击的影响对金属材料长期使用的磨损和过时进行分析更危险，最直接的表现是导致金属材料的严重老化和磨损，从而难以获得预期的使用寿命，容易破裂或在使用期间受到严重损坏 不仅直接部件经常受到严重损坏，而且整个机械设备也受到不利影响，妨碍了所有机械设备的正常运行，其他正常部件也很脆弱，整个机械设备难以正常运行。 此外，金属材料磨损和机械设备故障后，也容易引发事故，机械设备周围人员的安全必然难以保护，更重要的是不要忽视人身安全威胁。

3、防护金属材料磨损失效的措施

3.1提高金属材料的耐磨性

耐磨性受金属材料特性的影响，因此在设计机械设备时，选择耐磨性更强的金属材料比容易变形或腐蚀的更灵活的材料更重要。首先，在应用替代材料时，可以选择表面膜强化方法，以提高机械设备的应用效率。由于大多数机器运行速度很快，表面材料会摩擦并接触空气，因此防止表面与空气之间的摩擦是减少磨损的重要方法。离子注入法可将金属材料与空气隔离开来，减少空气阻力和摩擦，气相沉淀法可加强金属材料和金属材料之间的布局。必要时，对于某些耐磨性金属，还可使用电镀，使金属材料表面形成耐特殊气体氧化、腐蚀或腐蚀的薄膜，并形成耐各种气体侵蚀和腐蚀的耐磨性层第二，可以使用化学热处理工艺来改变金属材料，某些金属材料可以通过化学热处理工艺来改变原表面化学成分，从而产生更稳定的化学反应。

3.2使零件表面提高耐磨性

首先是化学热处理。化学热处理是指引入一些外来元素，这些元素改变零件表面的化学结构，从而增加其硬度，通常通过固态扩散。但是，要完成化学品的热处理，需要专业人员，这会增加处理时间和成本。此方法通常不太常用，但仅在处理特殊零件时使用。第二，加强表面膜。表面膜强化是通过注入离子、电镀和气态沉积在零件表面形成覆盖膜，这种膜具有较高的硬度和耐腐蚀性，可提高零件的耐磨性。第三，加强曲面变形。若要使用机械方法(例如冷压缩和粘滞)增加零件表面的强度和硬度，曲面变形会得到增强，通常效果更好，操作更简单，使用频率更高。四、加强表面热处理。透过快速加热和高温加热零件表面，使其成为实体阶段，以增强零件的抗磨损性和疲劳能力。此方法更有效、更易于使用且更频繁。第五，加强表面合金。此方法是指以零件表面为基础的合金材料，然后快速冷却以形成坚硬的层，从而提高零件表面的耐磨性。

3.3做好预防性维修工作

首先，有必要建立机械设备运行记录，详细分析金属零件磨损故障的后果和原因，提出相应的信息意见，并与分析结果相结合，以科学制定金属零件磨损防护措施其次，需要对机械设备的金属部件进行分割，重点分析磨损较大的部分，及时了解磨损状况，并采取相应的防护措施。最后，应由机械设备操作员和有关专家选择具体的维修方法，以确保维修工作的相关性和有效性。为了提高维修方法的效率，财产管理部门必须编写下列文件:第一，选择最有效的维修方法，并编写维修任务手册；二、有效分类设备维修方法；三是有效构建设备维修逻辑判断程序，修复几个故障问题。

3.4改善机械设备工作环境

在长期的生产实践中发现，机械设备的使用环境也是影响金属材料磨损的主要因素，改善机械设备的工作环境，能够有效降低金属材料的磨损。在机械设备投入使用前，要确保工作环境满足机械设备的使用要求，并严令禁止过载使用。在机械设备的使用过程中，要采取有效措施预防外部颗粒物进入设备内部，这样就能有效减少金属材料磨损。

3.5设计新型机械设备

随着科学技术的不断发展，机械设备的使用范围不断扩大，已经深入到生产生活的方方面面，只有按照使用要求设计机械图3粘着损伤设备，才能最大限度保障机械设备的性能与寿命。在设计中应采用新的设计方法，应用新的材料，开发新的制造工艺。在业务分工不断明确的今天，对机械设备进行精准的定向设计，能够使机械设备更加满足不同场合的需求，也更有利于设备的维护和保养，最大限度延长机械设备的使用寿命。

结束语

简而言之，解决机械设备和金属材料磨损问题的办法是提高机械设备的整体性能，建立完善的维修和保养制度，选择适当的机械设备材料并确定安装过程，不断改进工艺认识到金属材料磨损的危险，加强系统建设，更加重视金属材料磨损，并全面提高执行工作的技术水平。

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