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潍坊科技学院毕业设计（论文）课题名称：零件表面常见磨损机理的研究学生姓名：高健学号：201002060275院系：汽车工程学院专业：机电一体化技术班级：2010级机电7班指导教师：张晓亮2013 年5 月 1 日目录（一）磨损的分类---------------------------------------------------------------------------------------------1（1）磨损的分类----------------------------------------------------------------------------------1（2）典型的磨损过程----------------------------------------------------------------------------3（二）磨损的成因----------------------------------------------------------------------------------------------4（1）磨损形成的因素----------------------------------------------------------------------------4（2）磨损表面形态分析-------------------------------------------------------------------------5（三）磨损避免方法-------------------------------------------------------------------------------------------6（1）润滑---------------------------------------------------------------------------------------------6（2）选用耐磨材料--------------------------------------------------------------------------------6（3）进行表面改性--------------------------------------------------------------------------------6（四）结束语-----------------------------------------------------------------------------------------------------10（五）参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------11内容摘要自然界中不论机械零件, 还是人造关节都存在着磨损。
摩擦磨损机制与耐磨材料研究摩擦磨损是我们日常生活中经常遇到的现象，无论是机械设备的运转、人体运动还是车辆行驶，都会产生摩擦磨损。
在科学研究和工程实践中，研究和应用耐磨材料是减少摩擦磨损、提高设备寿命的重要途径。
本文将探讨摩擦磨损机制与耐磨材料的研究。
首先，我们来了解摩擦磨损的基本机制。
摩擦是指两个物体表面因相对运动而发生的接触力。
当两个物体表面接触时，由于其间的不平滑度，只有少数接触点承受相对运动。
这些接触点会在摩擦力的作用下发生相对滑动，产生剪切应力和摩擦热，从而导致摩擦磨损。
此外，摩擦磨损还受到材料硬度、表面粗糙度、润滑情况等影响。
针对摩擦磨损问题，研究者们一直致力于寻找耐磨材料。
耐磨材料是指在摩擦磨损环境中具有较高抗磨损性能的材料。
为了研究耐磨材料，研究者们通常会从材料的硬度、强度、耐磨损性能以及润滑性等方面入手。
首先，硬度是耐磨材料的重要指标之一。
硬度越高意味着材料的抗磨损性能越好，这是因为硬度高的材料具有较强的抗划痕和抗穿刺能力。
例如，金刚石是已知硬度最高的物质，因此具有良好的耐磨性能，广泛应用于切割和打磨领域。
然而，金刚石的价格昂贵，应用范围有限。
因此，研究者们还在探索其他材料，如碳化硅和氮化硼等一些超硬材料，以期找到更经济、实用的替代品。
其次，强度也是耐磨材料的重要性能之一。
强度越高意味着材料具有更好的抗压和抗拉性能，可以有效防止摩擦时的断裂和变形。
许多耐磨材料也同时具备高硬度和高强度的特点。
例如，高铬铸铁由于其良好的耐磨性能和较高的强度，被广泛应用于矿山、建筑、冶金等行业。
另外，材料的耐磨性能也与其组织结构和化学成分有关。
微观组织的均匀性和稳定性对材料的耐磨性能有着重要影响。
一些特殊合金材料，如高锰钢、铸铁等，由于其特殊的组织结构，能够在摩擦运动中形成一种坚硬的摩擦面层，从而增加了材料的耐磨性能。
此外，润滑也是影响摩擦磨损的重要因素之一。
润滑剂的使用可以减少摩擦过程中的直接接触，从而降低摩擦磨损。
金属材料表面摩擦磨损机理研究一、引言金属材料是工业生产中使用广泛的材料之一，其表面的摩擦磨损问题影响着机械设备的性能和寿命。
因此，研究金属材料表面的摩擦磨损机理对于提高机械设备的可靠性有着重要意义。
本文将对金属材料表面摩擦磨损的机理研究进行梳理和总结。
二、金属材料表面摩擦磨损机理的分类1. 粘着磨损物体在摩擦过程中，由于接触表面产生的表面张力，导致物体表面产生差异形变, 造成损伤。
这种损伤形式我们称之为粘着(nowear)损伤.这种损伤是粒级以上（即微观尺度）表征摩擦过程的典型特征。
而微观尺度的磨损和水平方向的相互剪切是密切相关的。
当物体表面的粘着力越大，磨损越严重。
而硬度低, 表面粗糙度高的材料, 粘着损伤容易形成。
2. 疲劳磨损在应力循环的情况下，可能发生一系列的表面裂纹或者成为裂缝。
如果在这些裂纹处引入外力，就会使这些裂隙扩大甚至破裂，这种磨损形式我们称之为疲劳损伤。
疲劳磨损主要发生在金属材料经过重复循环或长时间的运动过程中，当材料表面应变过大或存在应力集中时，疲劳磨损很容易发生。
3. 磨粒磨损这种磨损模式的主要特征是物体表面明显存在磨损痕迹。
在物体表面经过长时间的运动过程中，很容易被杂质、粉尘、磨料等物质颗粒悬浮在介质中。
物质颗粒在物体表面上运动时，会产生表面切削，从而造成磨损。
磨粒磨损是金属材料摩擦磨损中最常见、最为普遍的一种机理。
三、金属材料表面摩擦磨损机理的原理1. 粘着磨损在两个金属物体的接触面上，会产生吸引力或剪切力，而这种力的大小与表面间的接触面积直接相关。
所以，当表面间的接触面积越大，粘着力越大，金属材料的表面粘着磨损越明显。
损伤的形式是由于表面接触部位接受高压力而形成的, 如盘状疲劳菲林(Fatigue Spalling)及磨耗铁锈（wear oxidation）等。
2. 疲劳磨损疲劳磨损的原理是由于物体表面裂纹处的应力集中效应，容易导致表面裂纹的形成和扩展。
在材料的裂纹阈值以下，材料表面裂纹会逐渐扩大和疲劳断裂，进而导致疲劳磨损。
纳米氧化锆陶瓷材料摩擦磨损情况与机理研究青岛市技师学院王利利近些年，很多学者对纳米氧化锆陶瓷的制备研究比较多，但是对其性能的研究相对较少一些。
随着纳米材料的逐渐应用，尤其是医学应用领域，对其性能的要求越来越高，不仅要有良好的力学性能，还要有好的摩擦磨损性能。
本文主要研究润滑条件下，纳米氧化锆陶瓷材料的摩擦磨损情况与机理。
从而得出：在医学应用领域，纳米氧化锆陶瓷比其他金属材料或陶瓷材料具有优良的力学性能和耐磨损性能。
摩擦磨损实验用的试件是自制的3Y-TZP陶瓷块，纳米氧化锆复合粉体，在200Mpa的压力下，干压成型后再冷等静压成形，在1450ºC常压烧结制备。
经金刚石切割，精密磨床磨削加工后制成所需尺寸19mmx13mmx11.7mm。
润滑液为10号机油，对磨环块为GCr15钢环，GCr15钢环是经淬火和回火处理而制成的，摩擦表面也经过磨削加工并抛光处理。
与纳米氧化锆陶瓷块对比的试件是氧化铝陶瓷块，含95%的三氧化二铝，尺寸同3Y-TZP陶瓷块。
润滑条件下的主要参数为：转速变化范围是360转/分～840转/分，载荷（试验力）变化范围是100N～1000N，环境温度室温，相对湿度为60%，润滑介质为10号机油。
一、摩擦系数1.载荷对摩擦系数的影响在10机油润滑条件下，测得的摩擦系数随载荷和转速的变化如图1所示。
润滑条件下的摩擦系数明显比干摩擦时降低了很多，在0.05～0.14之间。
从图中，我们可以看出来，随着法向载荷由100N到600N的逐渐增加，纳米ZrO2陶瓷材料的摩擦系数成上升趋势。
因为加在试样上载荷增加了，两接触表面之间产生的摩擦力也大了，摩擦系数随着载荷的增加而上升，但是上升趋势越来越缓慢]。
在转速240r/min的时候，摩擦系数随载荷变化不大，比较平稳；但是在840r/min的时候，摩擦系数随着载荷的波动变化比较大，100N至400N之间摩擦系数迅速上升，由0.0561迅速上升到0.1121，然后逐步平稳，在0.12附近波动。
材料的磨损失效分析论文摘要：磨损失效是各种机械设备和工业系统中经常面对的问题，工程材料的磨损失效分析研究已经成为材料科学领域中的一个重要分支。
本文主要从材料磨损失效的定义、磨损机理、影响因素等方面进行论述，同时也介绍了各种常用的磨损试验和磨损机制的分析方法。
一、引言材料磨损失效是材料科学领域中的关键问题之一，也是各种机械设备和工业系统中经常面对的问题。
磨损失效对于材料的性能、寿命以及工程系统的运行稳定性等都有着重要的影响。
因此，材料的磨损失效分析研究已经成为材料学家和工程师们在实践中面对的一个重要课题。
二、定义磨损失效是指材料表面经过一段时间的磨擦、摩擦或冲击等作用后，发生的表面金属被剥蚀、脱落或破裂等现象。
磨损失效的产生会引起零件的尺寸变化、功能失效等，并且会导致机械设备的整体质量下降、效率降低，甚至直接影响设备的安全性。
三、磨损机理材料的磨损失效产生的原因是多种多样的，主要包括机械磨损、化学磨损和疲劳磨损等。
机械磨损：是指当材料表面受到摩擦或磨擦力的作用时，表面会出现磨损或剥落，这是最常见的磨损机理之一。
化学磨损：是指当材料表面发生化学反应时，会产生一定的磨损现象。
例如，酸性溶液中的金属腐蚀就是一种典型的化学磨损现象。
疲劳磨损：是指当材料表面受到重复的载荷作用时，会产生一定的磨损现象。
例如，当材料表面反复承受机械振动或冲击时就会产生疲劳磨损现象。
四、影响因素磨损失效的产生不仅与材料本身的性能有关，还与外界环境、工作条件等相关因素有关。
主要影响因素包括：材料硬度：材料硬度高时，耐磨性能较强，相反，材料硬度低则耐磨性能较弱。
材料的组织结构：材料的组织结构越细致，材料的强度和硬度越高，抗磨性能也就越强。
载荷和速度：当外部载荷或速度增大时，耐磨性能也会随之减弱。
工作环境：物理性能、化学性质以及工作环境的pH值等因素都会对材料的耐磨性能产生影响。
五、磨损试验磨损试验是磨损失效分析的重要部分，目的在于了解材料的磨损失效性能，并开展磨损机理和降低磨损失效的研究。
机械摩擦磨损机理研究摩擦磨损是机械领域中一个重要的问题，对于提高机械设备的使用寿命、降低维护成本具有重要意义。
机械摩擦磨损主要是指两个物体之间的相对运动所引起的表面磨损现象。
本文将从摩擦磨损的机理以及影响因素进行探讨。
1. 摩擦磨损的机理摩擦磨损的机理涉及多个方面，包括材料的物理性质、表面形状、润滑状态等。
首先，材料的硬度对摩擦磨损有重要影响。
一般来说，硬度较高的材料较不容易产生磨损。
其次，材料的表面形状也对摩擦磨损有重要影响。
在两个物体表面接触时，若表面存在凹凸不平、毛刺等不良情况，会加剧磨损程度。
最后，润滑状态也是影响摩擦磨损的重要因素。
适当的润滑剂可以减少物体间的摩擦力，从而降低磨损程度。
2. 影响摩擦磨损的因素（1）材料的硬度：硬度越高的材料越不容易产生磨损。
硬度是材料抵抗划伤和切割的能力，硬度高的材料不易被外力或表面摩擦磨损所破坏。
（2）表面形状：表面粗糙度越大，摩擦磨损越严重。
相对运动的两个表面如果存在凹凸不平、毛刺等不良情况，会导致摩擦力增大，摩擦磨损加剧。
（3）润滑状态：适当的润滑状态可以减少物体间的摩擦力，从而降低磨损程度。
常见的润滑方式包括干摩擦、液体润滑和固体润滑等。
3. 摩擦磨损的分类摩擦磨损可以根据材料的性质、载荷方式等进行分类。
根据材料性质的不同，可以分为金属摩擦磨损、非金属摩擦磨损和复合材料摩擦磨损等。
金属摩擦磨损是指金属材料之间的摩擦，常见的例子包括轴承、齿轮等。
非金属摩擦磨损则包括橡胶、塑料等非金属材料之间的摩擦。
复合材料摩擦磨损指的是由多种不同材料组成的复合材料之间的磨损现象。
根据载荷方式的不同，摩擦磨损可以分为滑动摩擦磨损和滚动摩擦磨损。
4. 摩擦磨损的测试方法为了研究和评价材料的摩擦磨损性能，人们开发了多种测试方法。
其中最常见的方法是使用摩擦试验机进行测试。
摩擦试验机可以通过模拟不同的工况条件，评价材料的摩擦磨损性能。
其他常见的测试方法包括磨损试验和微观分析等。
常见摩擦材料简介摘要：摩擦磨损是造成材料损耗的主要原因。
根据不同的用途，将用到不同的耐摩擦材料。
本文将介绍几种常见的摩擦材料及其相应的主要功能。
关键字：摩擦磨损石棉粉末冶金润滑自修复1.前言磨损是机械零件失效的3大原因(磨损、腐蚀和断裂)之一。
1957年Burwell按照磨损机理将磨损分为4大基本类型，即粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损，这些磨损使机械部件的摩擦表面出现裂纹、梨沟、麻点等缺陷，是造成机械零件失效的主要原因[1]。
磨损是造成材料损耗的主要原因之一，据不完全统计，能源的1/3到1/2消耗于摩擦和磨损；大约80%的机器零件失效是由于磨损引起的。
据我国冶金矿山、农机、煤炭、电力和建材五个部门的不完全统计，每年仅备件消耗的钢材就在150万吨以上。
我国每年因磨损造成球磨机磨球消耗近200万吨，球磨机和各种破碎机衬板消耗近50万吨，轧辊消耗近60万吨。
斗齿是挖掘机上磨损最严重的零件，由于其在作业过程中直接与砂土岩石等接触，工作条件十分恶劣，根据对三峡工地斗齿使用情况的统计，磨损是其主要的失效形式，占90-95%。
磨损造成的经济损失十分巨大，我国每年由于磨损造成的材料损失和能源浪费高达10亿元，煤炭工业用的刮板输送机仅中部槽的磨损所造成的损失每年即高达1亿元。
摩擦与磨损不仅消耗大量能源和材料，而且由于磨损导致零件失效后，修复或者替换零件，以及因此造成的停工给工业生产带来了巨大的损失。
因此一些工业部门对于耐磨材料的需求越来越广泛，比如水泥工业的碾碎机、煤炭工业的粉碎机等都需要耐磨性能优异的材料[2]。
航空发动机作为飞行器的心脏, 其零部件长期工作在高负荷、高工作温度的情况下, 容易因运转部件疲劳或磨损引起故障, 严重影响发动机的正常使用。
为了保证航空发动机的正常运行专门设置了滑油系统, 用于减少零部件之间的摩擦并带走摩擦产生的金属碎屑。
目前航空发动机磨损趋势预测模型主要有灰色模型[3] 、时序模型[4] 、支持向量机模型以及神经网络模型[5],这些模型从不同的角度提取了零部件的磨损信息。
材料磨损失效与预防分析论文材料磨损失效与预防分析磨损是材料技术中长期以来的一个重要问题，可能会导致材料的失效和性能下降。
在工业和生产中，磨损不仅会导致设备的过早失效，还会带来额外的维护和修理成本。
因此，材料磨损失效的研究和预防对于提高材料的使用效率和降低成本具有重要意义。
材料磨损机理材料磨损是由于材料表面受到一定力量和摩擦作用，造成表面和内部的物质损失和材料晶体结构的改变。
磨损可分为三种类型：磨料磨损、表面疲劳磨损和液体磨损。
材料的磨损是一个复杂的系统过程，其机理的研究可以加深人们对材料的理解和开发，在生产实践中应用某些措施减少或延缓材料的磨损。
磨损的预防减少磨损不仅可以延长设备使用寿命，还可以提高材料的效能和性能，因此预防磨损是非常重要的。
减少磨损的措施包括：1.选择正确的材料磨损的减少从材料的选择开始。
在选择材料时，应根据设备的实际工作条件、使用环境和磨损的机理分析来选取相应的材料。
例如，一些应用对耐磨性能要求很高的设备，可以使用高碳铬钼合金钢或陶瓷材料等。
2.表面处理对材料表面进行特殊的处理可以增强其防磨损性能。
比较常见的表面处理方法包括化学镀、电镀、机械加工和喷涂等。
表面处理不仅可以提高材料的耐磨性，同时还可以增加其硬度和强度，减少表面粗糙度，更好地应对不同的工作环境。
3.润滑处理在材料接触和摩擦的过程中，润滑剂可以减少材料的磨损。
不同的工作环境需要使用不同类型的润滑剂，如液体和半固体润滑剂，涂层和喷雾润滑剂等。
润滑处理的好处是可以减少磨荡、磨削和划痕，从而可以防止材料失效。
4.提高清洁度对于高精度设备，提高清洁度和防尘效果非常重要。
污染和灰尘会影响设备的稳定性和使用寿命，很多磨损和失效都是因为不清洁造成的。
因此在实际生产中，必须保持设备和材料的清洁度，尽量避免灰尘和污垢的积聚。
5.检测和维护无论是预防还是修复，都需要及时检测和维护。
通过仔细的磨损情况分析，可以发现各种类型的磨损和失效现象，及时采取预防措施和维护方法，可以更好的保护设备和材料，延长其使用寿命。
机械工程中的摩擦磨损分析与优化研究摩擦磨损是机械工程中一个重要的问题，尤其是在机械零部件的运动接触过程中。
摩擦磨损不仅会导致机器性能下降，还会加速零部件的老化和损坏，严重影响机械设备的使用寿命和安全性。
因此，对于摩擦磨损现象的分析与优化研究具有重要的意义。
首先，我们需要了解摩擦磨损的基本概念和分类。
摩擦磨损可以分为干摩擦和液体摩擦两种形式。
干摩擦主要指两个物体直接接触并摩擦产生磨损，而液体摩擦则是指两个物体之间存在润滑介质，并通过介质的黏滞力来减小摩擦磨损。
根据摩擦表面之间的相互作用方式，摩擦磨损可以进一步分为滚动摩擦、滑动摩擦和滑滚摩擦。
其次，我们需要深入了解摩擦磨损的机理。
摩擦磨损的机理涉及力学、热学、材料学等多个领域的知识。
在摩擦磨损过程中，摩擦表面之间的微小凹凸结构相互嵌入和剥离，导致表面物质的疲劳和损坏。
摩擦磨损还会产生高温和高压等极端条件，使材料发生相变和相变，进一步破坏材料的结构。
然后，我们可以探讨摩擦磨损分析的方法和手段。
目前，常用的摩擦磨损分析方法包括实验测试、数值模拟和理论分析等。
实验测试可以通过建立摩擦磨损试验台，对材料和设备进行实际测试，获得摩擦磨损的数据和现象。
数值模拟则可以通过有限元分析等方法，对摩擦磨损过程进行模拟和仿真。
理论分析则是通过基于摩擦学原理和材料力学等理论，对摩擦磨损进行预测和分析。
最后，我们可以讨论摩擦磨损优化的方法和措施。
减少摩擦磨损可以通过多种途径实现。
首先，我们可以选择更好的材料，如涂层材料、高强度合金材料等，来提高材料的抗磨性能。
其次，使用润滑剂和润滑剂可以减少摩擦磨损，如油脂、润滑油等。
此外，采用合适的润滑方式，如油脂润滑、水润滑、固体润滑等，也可以降低摩擦磨损。
此外，还可以通过改变接触条件、调整工作参数等措施来减少摩擦磨损。
总之，对于摩擦磨损分析与优化研究的深入探讨，可为机械工程中的零部件设计、制造和维修提供重要参考和指导。
只有通过不断地研究和实践，才能不断优化机械工程的摩擦磨损性能，提高机械设备的工作效率和使用寿命。
.2 电磨损试验装置的研制2.1 试验装置研制背景电刷是电机中极为重要的部件, 它在电机的固定部件与旋转部件之间传导电流, 在直流电机或交流整流子电机中还起换向作用。
现代工业要求电机朝高速、小型化方向发展, 这就要求电刷工作电流大、磨损速率小、摩擦系数小、具有高的比强度、比模量和良好的润滑耐磨性, 一定的导电、导热性, 而在各类耐磨、减磨材料中得到应用。
但目前国内外有关金属基复合材料摩擦磨损性能的研究, 大都在机械磨损条件下进行的,施加的摩擦压力很大，对通电状态下的电磨损, 特别是电流强度变化对电刷耐磨性的影响和小压力工作条件下磨损的研究报道较少。
考虑到电刷的实际工作状况,本文将制得的银一石墨复合材料电刷, 在模拟电机实际工作条件下, 研究复合电刷材料在不通电的纯机械磨损和通人不同电流强度的电磨损条件下的磨损性能, 并对其电磨损机理进行了初步探讨。
2.2 试验装置整体构造和原理2.2.1 试验装置结构特点247865311.对磨环2.对磨环螺母3.电刷支架4.刷握5.电刷6.施压弹簧7.支架螺母8.导线图1 磨损实验装置结构原理示意图99.底座图2 磨损试验装置结构结构示意图电磨损实验装置主要由动力系统、磨损测试系统、电刷支架固定及加载系统组成，其结构原理示意图如图1，2所示。
如图采用的电磨损实验装置系统主要包括以下几大部分：(1) 动力系统采用三项异步电动机作为动力装置，型号为JW-5024,功率为60W,标准工作电压380V,额定工作电流0.33A，频率50Hz，绝缘等级为E级，转速为1400转/分。
(2) 电刷支架固定系统及加载系统如图2所示，u行铁片与电机底座用螺丝固定，电机底座采用球墨铸铁，目的就是为了减少电机的震动，增加工作稳定性和可靠性，降低工作噪音。
(3) 磨损测试系统主要由电刷和对磨环构成，电刷与对磨环相接触（如图1所示），利用对磨环的转动，小弹簧对电刷施加压力，使电刷稳定磨损。
N图3 磨损实验装置工作原理示意图银-石墨基复合材料电磨损试验按照国家标准GB12175-90《电机用电刷运行试验方法》，在自制的电磨损实验装置上进行。
原理如图3所示。
式样为块-环滑动。
对磨环为紫铜，布氏硬度为110，对磨环直径3.940cm。
一对电刷如图3所示安装在对磨环上，电刷由直流电源供给。
直流电源装置型号为WJ-15V30A。
提供的稳定电流为0~4.5A.当电机开始按顺时针方向正常工作运转时，电刷由于支架的固定和弹簧的施压作用，提供稳定的摩擦力，然后通过控制直流电源的大小，调节电流的大小，本次试验有带电时的4.5A和不带电时的做比较。
在相同的工作时间内，通过测量电刷的磨损量（计算电刷的重量减少量），来比较纯机械磨损和电磨损的差异，并在电镜的下观察电刷磨面情况，分析带电磨损的机理。
2.2.2 实验装置改进部分设计通过调查市场上目前的电磨损实验装置，发现大部分的实验装置都存在着整机带电现象和磨损压力大的情况。
为了消除磨损实验装置由于对磨环与电机直接接触而导致整机带电的情况，在设计对磨环的时候，在对磨环和电机轴承直接加了一个聚乙烯的绝缘环，这样就很好的隔开了对磨环与基体的接触。
从而在性能测试的时候，不受电机带电的外界因素干扰。
这就更好的使实验装置贴近实际工作环境，更加使试验数据准确。
针对市场上实验装置大、灵活性不够的情况，采用小型3相异步电机，这样既保证了试验的灵巧性，又保证了其工作可靠性。
并采用球磨铸铁作为底座，更好的减震作用。
针对压力大的问题，在刷握中放置小型弹簧，通过更换弹簧来调节压力大小。
由于电刷作用在对磨环上作用力较小，且银-石墨复合材料的电刷运用在雷达等军工产品上较多[19]。
故对刷握的要求要高。
本实验仪器刷握采用注塑成型的方法制造而成。
既精度上达到试验的要求，且实验的成本费用也相对降低。
目前市场上采用装卸式样的方法一般有两种[10];一是取下直接粘贴在支臂上的试样，采用光学测量仪器测量后，再粘贴继续试。
另一种方法是在不取样的前提下，将支臂旋转到光学显微镜等仪器下进行测量，这也存在较大的测量误差，因为不方便直接在试验台上标定标尺进行精确测量，另外还需要配置一台专用的测量仪器验，这很难保证磨损点的同一性。
本设计采用了固定刷握的办法，更换式样时，只需要简单的将式样取下来即可。
既减少了工作量，又减少了因为取下刷握而使磨损的连续性遭到破坏。
很容易得到较精确的时间与磨损的数据。
3 电刷的制备3.1 电刷制造工艺图4电刷制造工艺示意图3.2 电刷制备实验步骤本实验的样品为长方体（主要是模具的限制和为后面的体积计算提供方便）。
由于本论文主要研究复合材料电刷电磨损机理，所以在试验的开始，样品的各种组元的质量百分数已经是确定的了，分别是15%石墨和85%的Ag。
基于选取以上数据主要是参考一些专著[23,22]对电刷成分的研究，旨在探索电刷在电磨损条件下的性能。
（1）计算含量试验中的样品总质量设定为64g，通过以上成分含量的百分比计算出：M(石墨)=9.6g；M（Ag）=54.4g；（2）称量计算好各成分的质量后，使用托盘天平进行称量，如果金属粉末的颗粒含有较大的颗粒应该先过筛再称量。
（3）手动混合由于样品小且没有合适的混合设备，所以采用手动混合。
（4）过筛混合由于手动不能完全将其混匀，所以手动混合后的粉末2进行一次过筛混合相当于一次再进行一次简单的机械混合。
（5）等量分量实验采用700 C温度点烧结。
为了防止烧结时样品出现意外损伤导致实验数据部完整，所以制样时准备多个式样。
所以将混合后的粉末平均分为八份。
每块样品8g。
分量时先一分为二，再二分为四，四分为八！（6）压制将每块的样品粉末装入模具中通过XJP-6A型压机，压力载荷为6.4Mpa保压时间为30秒。
（7）烧结样品放在烧结罐中用沙粒掩埋然后盖上盖子放入箱式电阻炉中烧结。
3.3 电刷性能的测定电刷的主要性能包括密度、硬度、抗弯性能和电阻率。
3.3.1 密度的测定试样密度的测量按国家标准GB-1999.14-88[18]，用体积-质量法测密度。
用游标卡尺或千分尺测量试样的长、宽、高，按下式计算其体积:V=B×W×L式中:V——试样体积，cm 3；B——试样厚度，cm； W——试样宽度，cm；L——试样长度，cm, 然后用分析天平称出其质量，按下式计算其体积密度:d= G /V式中:d——试样体积密度，g/cm3；G——试样质量，g；V——试样体积，cm3。
3.3.2 硬度的测定本研究中采用洛氏硬度法[19]。
实验使用的仪器为洛氏硬度仪，实验所加载荷定为60kg，使用的压头为直径10mm的钢球。
试验时先将试样放置于工作上，逐渐施加预载荷至指针指向零点，然后搬动加载手柄，施加附加载荷，当指针稳定后，卸去附加载荷，回复预载荷，此时从硬度仪的刻度盘上所读出的值即为洛氏硬度值。
试验时测量试样的上下两个表面，且每个表面选择3-4个不同的位置测量，以保证所测硬度的代表性。
3.3.3 抗弯强度的测定抗弯强度的测试按国标GB 1994.7-88[27]进行。
所用仪器为微机控制电子万能实验装置。
得出数据后按下式计算其抗弯强度:&x=3FL S/2Wb2图5抗弯力学示意图3.3.4 电阻率的测量把试样放入两弹性接触极之间，将规定距离的两电位针压在试样压制面中间，按国标通以一定的电流（本实验为20A）后，从毫伏表读出电位针间的电压降，按下式计算出电阻率:ρ=UbW/IL u图6 电阻率测试原理图4 电磨损实验装置的磨损测试和数据分析4.1 试验前的准备在试验前应对电机检测，看是否有漏电，观察电机是否声音异常或者频率是否一致。
检查刷握是否有松动现象，若出现松动应先装上式样进行调试，使其式样与对磨环成块-环接触。
检验导线是否接触良好，直流电源是否稳定。
4.1.1 复合材料电刷快速磨弧试验由于电刷产品的工作面为平面，装机后与汇流环成线接触，为了增加电刷与汇流环之间的接触面积，提高电讯号传糖的可靠性，电刷在装机后必须与汇流环进行跑合磨弧，使电刷与对磨环成面接触。
由于银-石墨电刷的耐磨性好，硬度强度高，经装机后跑和需要几天甚至一个星期以上。
为了解决这一时间长的矛盾。
我们进行了快速磨弧试验，并且收到了很好的效果。
该试验首先是在对磨环上用双面胶带将200目或者400目的水砂纸(根据需要磨削量的大小)，粘在对磨环一周。
这样利用砂纸的磨削能力，一般只要几分钟到十几分钟变可以很好的完成磨损，是电刷与对磨环有很好的面接触。
经快速跑合后，将对磨环卸下，用砂纸将表明清理干净，防止双面胶对以后试验的影响。
再实际装机跑合3～5小时，两者之间就能形成较好的面接触。
为了研究砂纸磨粒是否会嵌入电刷磨面上，我们对快速跑合电刷磨面进行了电镜分析。
发现并无磨粒嵌入电刷表面。
试验表明，快速跑合磨损能更好的节省时间，且不影响电刷表面。
另外，电刷跑合磨损表面常留有残余沙粒，因此，经快速磨弧之后，要用毛刷清理电刷和对磨环表面，去除表面沙粒。
但是，快速磨弧的方法，刷握的弹簧压力不宜过大，否则会使电刷边缘产生反边现象，使电刷不易从刷握中取出，而且也能有效防止沙粒嵌入电刷的现象。
4.1.2 实验实际工作条件电磨损的实际工作条件是在工大材料楼试验室进行。
环境温度为22±2℃。
由电动机的转速1400转/分钟，铜环直径为3.940cm，测得电刷的相对线速度为5.7763m/s。
通入的电流强度为0～4.5A.电刷压力为2.5N/cm3，电刷的压力是通过刷握弹簧的压缩长度计算。
纯机械磨损时（通过的电流为0A时），每隔6小时计算一次磨损量。
带电磨损时（通过的电流为4.5A时），每隔3小时计算一次磨损量。
采用电子扫描电镜观察电刷磨面情况。
4.2 试验性能的测定当各项试验准备阶段已完毕时，可以正式开始试验。
试验主要是分为两个步骤。
一是带电磨损性能的测试，二是纯机械磨损性能的测试（通过电流为0A）.4.2.1 纯机械磨损性能测试采用每6小时测量一次电刷的重量和长度。
正刷纯机械磨损负刷纯机械磨损正刷纯机械磨损负刷纯机械磨损4.2.2带电械磨损性能测试由于带磨损磨损量较大，采用每3小时计算一次电刷的重量和长度。
通过的电流大小为4.5A.正刷带电磨损负刷带电磨损正刷带电磨损负刷带电磨损4.3 试验数据分析从实验数据来分析，带电磨损明显强于纯机械磨损，且磨损是纯机械磨损的2~5倍。
这是由于带电磨损的特有的机理造成的，这里将在下一章节讨论。
4.3.1 磨损时间与磨损量关系曲线为了更好的清晰明了电磨损与纯机械磨损的比较，将磨损时间和磨损量做成曲线形式。
图4.3.1 正刷磨损时间和磨损量的曲线图4.3.1中，D曲线代表了通过电流为4.5A时，正刷磨损时间和磨损量的关系曲线。
