機(jī)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(jī)械零件，特別是摩擦零件是不適宜的。因?yàn)椋?
1． 合金屬于化學(xué)不穩(wěn)定材料
鋼是多種元素的固溶體，這些元素在生產(chǎn)過程中導(dǎo)致化學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，而且這一固溶體混合很差。只要在板材的各點(diǎn)上或在棒料的各長度上取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析你就會(huì)得到這個(gè)結(jié)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(jié)晶學(xué)水平上內(nèi)應(yīng)力的集中源和化學(xué)上最有害夾雜的生成源，這些雜質(zhì)首先與其周圍的元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。我還沒有說在這些固溶體中有大量氫原子會(huì)導(dǎo)致摩擦表面發(fā)生氫致裂紋。氫在高爐和轉(zhuǎn)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(xì)觀察可見機(jī)械零件在工作時(shí)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸以不同速度旋轉(zhuǎn)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，摩擦表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度急劇加快。加入機(jī)械中為防止其磨損的潤滑油是這些反應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移因素。應(yīng)補(bǔ)充的是，更為嚴(yán)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)生于鐵和專門加入到鋼中的成分和熔劑晶體之間的微電場。再有就是氫致裂紋造成的破壞。電化學(xué)腐蝕的作用導(dǎo)致摩擦表面的結(jié)構(gòu)變的疏松，喪失其原始強(qiáng)度，從而進(jìn)一步加劇了電化學(xué)反應(yīng)的速度。迄今為止人們依舊使用黑色金屬制造機(jī)械零件，這就無法避免電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
電化學(xué)反應(yīng)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(duì)較大
為了得到相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度和一定的保險(xiǎn)系數(shù)，絕大部分黑色金屬品種的物理—機(jī)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(nèi)和公路行駛時(shí)耗油量的差別就可說明這一問題。
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(jié)構(gòu)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。潤滑油通過專門油路系統(tǒng)供油，使機(jī)械結(jié)構(gòu)更趨復(fù)雜和更加笨重。
5． 黑色金屬加工工藝復(fù)雜
我們只談到涉及廣泛應(yīng)用的工序——金屬的車削和磨削加工。因?yàn)樵诙鄶?shù)情況下零件在完成這些工序后即為成品，也因?yàn)槲覀儗?duì)這些零件的表面狀態(tài)（在未來與類似表面相接觸）感興趣。注意觀察車削過程可見，這只是表層位移變成切屑而已。在車刀后方我們見到的是有大量對(duì)車刀行程垂直的斷裂痕跡的切削表面，——這些微裂紋在未來只會(huì)擴(kuò)展和深入。當(dāng)然，車刀后面的情況是不相同的，如車刀的刃磨如何？是什么型號(hào)的車刀？金屬的種類？最后，還有機(jī)床主軸軸承的間隙如何？總的來說，是表面遭到了破壞。磨削對(duì)零件工作表面的破壞情況大同小異。應(yīng)用最廣泛的金屬加工工藝——車削和磨削破壞了零件的工作表面，使其在未來加速磨損。這里還有人的因素。事實(shí)上并不是所有的工人在車削時(shí)都能避免使用尖銳車刀和使用正確刃磨的車刀。
這些情況是長期形成的，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。 |
