
【機】 abrasive action of lubricants
潤滑劑的磨蝕作用(Abrasive Wear Effect of Lubricants)指在潤滑過程中,潤滑劑本身或其攜帶的外來硬質顆粒(如金屬碎屑、灰塵、氧化物等)在機械部件相對運動時,對摩擦表面造成的劃傷、刮擦或材料去除的物理性損傷現象。這一作用與潤滑劑的核心功能(減少摩擦)相悖,通常被視為負面效應。
硬質顆粒來源
磨蝕過程
顆粒在載荷作用下嵌入較軟材料表面,隨相對運動對硬質表面産生微切削(Micro-cutting),形成犁溝狀劃痕。磨蝕程度符合Archard磨損模型:
$$
V = K frac{F_n L}{H}
$$
其中 $V$ 為磨損體積,$K$ 為磨損系數,$F_n$ 為法向載荷,$L$ 為滑動距離,$H$ 為材料硬度。
臨界顆粒尺寸
研究表明,粒徑 > 油膜厚度(通常 >5 μm)的顆粒易穿透油膜直接接觸表面,引發顯著磨蝕。
權威參考文獻
潤滑劑的“磨蝕作用”通常指其在機械運動中通過減少摩擦副的表面磨損和腐蝕,從而延長設備壽命的功能。以下從定義、作用機制、影響因素三方面詳細解釋:
潤滑劑是用于降低摩擦阻力、減緩表面磨損的介質,其作用包括冷卻、密封和防污染等。主要類型包括潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑,通過物理隔離或化學吸附形成保護膜()。
摩擦控制
在摩擦副表面形成潤滑膜,将直接接觸的幹摩擦轉化為潤滑劑分子間的内摩擦,降低摩擦系數。實驗顯示,流體潤滑狀态下的摩擦阻力可比幹摩擦降低90%以上()。
磨損防護
溫度調節
通過循環流動帶走摩擦産生的熱量,維持工作溫度。内燃機油溫每降低10℃,發動機壽命可延長一倍()。
因素 | 作用機理 | 典型示例 |
---|---|---|
運動工況 | 高速運動需高粘度油膜支撐 | 齒輪箱用220號重負荷油 |
表面粗糙度 | Ra<0.1μm需納米級潤滑劑 | 精密軸承用全合成油 |
環境介質 | 潮濕環境需加強防鏽性能 | 船舶機械用T904防鏽油 |
添加劑體系 | ZDDP類添加劑提升抗磨性30%-50% | 工業齒輪油L-CKD級别 |
在醫療器械領域,矽基潤滑劑通過pH值調節(5-7)實現生物相容性潤滑,避免對黏膜組織的化學腐蝕()。
注:磨蝕(abrasion)在工程學中指機械摩擦與化學腐蝕共同作用導緻的材料損耗,與純機械磨損(wear)有所區别()。潤滑劑的選擇需綜合考慮工況參數和材料特性,最優潤滑方案可使設備壽命提升3-5倍。
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