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连接器技术之--6.6 耐久性

连接器技术之--6.6 耐久性
在**章中我们曾讨论过接触正压力与耐久性的关系，其可简要概述为接触正压力决定接触区域及与此相关的表面损耗程度。大体上，随着接触正压力的升高，耐久性将下降。正压力的逐渐增加将使磨损机理发生变化。在应力较小时，摩擦损耗占主要地位。当正压力较大时，就会出现稠密的磨损，并且磨损速度将明显变快。机械磨损速度的加快与接触区域的增大和冷焊点的强度增加均有关。在Bowde和Tabor11中曾经介绍过，载荷变大将导致冷焊区域变大，强度增加，结果使其强度大于基体强度。在这种情况下，物料块的内部会出现问题，将出现更大的磨损块，这将使损耗过程加快。机构从摩擦到磨损的转换的载荷取决于表面的润滑状态，随润滑效果好而增加。必须指出影响耐久性的其他接触设计原因。例如，接触区域的分布取决于接触面的形状，并且因此而产生固定的磨损痕迹。结合过程中预设的接触长度也会影响耐久性。接触正压力和耐久性这种相互依赖使得难以准确给出二者的关系。所有的接触面形状和接触动力对于确立耐久性能都很关键。摘自Mreczkowski12的一个例子阐明了接触正应力和接触面几何形状的相互作用关系。该研究中所采用的物料系统是由不锈钢球轴承组成，这些轴承具有0.75μCo-Al及超过1.25μNi的镀层。图6.20 和6.21 为一些研究结果，图6.20为接触面形状不变时不同正压力之情况，而图6.21为正压力不变时改变几何形状之情况。连接器技术之--6.6 耐久性
在讨论结果之前，先依次简要说明一下实验程序。图6.20中，每个磨损痕迹均由经过大量不同磨损周期的片段组成。获得具有大量磨损周期的单个痕迹的方法是在一定的周期数目给定之后改变磨损痕迹的长度。换句话说，250个周期后的磨损痕迹长度要比前一个250个周期的要短，而再过500个周期就更短。这样做仅仅是估测，长度的变化影响结果并非很可信。由图6.20可知接触面形状不变时，磨损随正压力增加而加剧。50克和100克正压力的磨损痕迹很浅，200克和400克正压力的磨损痕迹随时间的增加从较浅的区域开始而转变为较宽较稠密的磨损痕迹，，这种转变是由循环压力、循环疲劳应力累积所产生的，这些应力*终导致镀层的破坏并改变磨损机理。在600克压力(这个数目对于金镀层是相当高的)下，稠密的磨损痕迹在**个250周期就可以观察到，随之而来的是在更长磨损时间里的一系列的破坏。这当然是意料之中。当正压力增加时从磨擦转变为磨损。图6.21与上类似，但产生的原因不同。这时，载荷及由此产生的摩擦是通过改变不锈钢球的直径而得到的不同结果。现在回顾一下**章，增加正压力的结果是引起接触区域和冷焊的增加。在几何形状上集中载荷也会取得相似的结果，因为总的接触区域取决于应用载荷。正如Willamson和Greenwood13所述的集中载荷分布会得到少数但较大较牢固的斑点。图6.21则示出了较尖利的几何形状将会加剧稠密的磨损。图6.20和图6.21所示也说明了接触正压力与接触几何形状的相互作用关系。这种相互关系使人想到运用接触压力，该方案将在下一节中讲到。连接器技术之--6.6耐久性

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