
【机】 abrasive action of lubricants
润滑剂的磨蚀作用(Abrasive Wear Effect of Lubricants)指在润滑过程中,润滑剂本身或其携带的外来硬质颗粒(如金属碎屑、灰尘、氧化物等)在机械部件相对运动时,对摩擦表面造成的划伤、刮擦或材料去除的物理性损伤现象。这一作用与润滑剂的核心功能(减少摩擦)相悖,通常被视为负面效应。
硬质颗粒来源
磨蚀过程
颗粒在载荷作用下嵌入较软材料表面,随相对运动对硬质表面产生微切削(Micro-cutting),形成犁沟状划痕。磨蚀程度符合Archard磨损模型:
$$
V = K frac{F_n L}{H}
$$
其中 $V$ 为磨损体积,$K$ 为磨损系数,$F_n$ 为法向载荷,$L$ 为滑动距离,$H$ 为材料硬度。
临界颗粒尺寸
研究表明,粒径 > 油膜厚度(通常 >5 μm)的颗粒易穿透油膜直接接触表面,引发显著磨蚀。
权威参考文献
润滑剂的“磨蚀作用”通常指其在机械运动中通过减少摩擦副的表面磨损和腐蚀,从而延长设备寿命的功能。以下从定义、作用机制、影响因素三方面详细解释:
润滑剂是用于降低摩擦阻力、减缓表面磨损的介质,其作用包括冷却、密封和防污染等。主要类型包括润滑油、润滑脂和固体润滑剂,通过物理隔离或化学吸附形成保护膜()。
摩擦控制
在摩擦副表面形成润滑膜,将直接接触的干摩擦转化为润滑剂分子间的内摩擦,降低摩擦系数。实验显示,流体润滑状态下的摩擦阻力可比干摩擦降低90%以上()。
磨损防护
温度调节
通过循环流动带走摩擦产生的热量,维持工作温度。内燃机油温每降低10℃,发动机寿命可延长一倍()。
因素 | 作用机理 | 典型示例 |
---|---|---|
运动工况 | 高速运动需高粘度油膜支撑 | 齿轮箱用220号重负荷油 |
表面粗糙度 | Ra<0.1μm需纳米级润滑剂 | 精密轴承用全合成油 |
环境介质 | 潮湿环境需加强防锈性能 | 船舶机械用T904防锈油 |
添加剂体系 | ZDDP类添加剂提升抗磨性30%-50% | 工业齿轮油L-CKD级别 |
在医疗器械领域,硅基润滑剂通过pH值调节(5-7)实现生物相容性润滑,避免对黏膜组织的化学腐蚀()。
注:磨蚀(abrasion)在工程学中指机械摩擦与化学腐蚀共同作用导致的材料损耗,与纯机械磨损(wear)有所区别()。润滑剂的选择需综合考虑工况参数和材料特性,最优润滑方案可使设备寿命提升3-5倍。
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