什么是金属咬合？原因和预防策略

两个金属部件之间的滑动作用会导致磨损，这被称为“金属咬合”。然而，它不需要表面之间长时间的连续滑动，即使是一次错位的接触也会引起磨损。磨损缺陷会导致金属部件之间产生不必要的粘连，从而增加缺陷率和昂贵的维护费用。 

为了防止磨损，必须了解金属磨损是什么、磨损的原因以及防磨损策略。继续阅读，本文将包括所有这些详细说明。 

 

什么是金属咬合？定义和现象

什么是金属中的磨损？它的特点是由于高压摩擦导致金属表面之间产生粘着磨损。过大的摩擦压力将材料从一个滑动表面转移到另一个滑动表面，从而导致磨损和粘着。您可以通过识别零件表面上的视觉损伤（通常是粗糙、凸起或撕裂的外观）来识别磨损区域。因此，任何划痕、材料降解或突起都可能表明存在这种缺陷。 

咬合机制/礼貌： 研究之门 

金属磨损是一种微观现象，与表面高接触点的局部塑性变形有关。随着金属表面氧化层的磨损，裸露的金属分子直接接触。它们形成冶金键，有助于微小的材料转移或冷焊，从而产生凸起的肿块（称为擦伤）。随着滑动运动的继续，这些擦伤进一步增加了摩擦力。

轴承粘着磨损

此外，所有金属和合金都容易发生咬合，尤其是用 铝冲压工艺 或其他钣金成型件。也可在紧固件、液压装置、轴承等中见到。

 

金属磨损、磨料磨损和腐蚀磨损

为了更好地理解金属磨损，让我们将其与其他两种磨损类型进行比较：磨料磨损和腐蚀磨损。所有这些磨损都因其原因和形成机制而不同。

磨料磨损 

下表简要概述了主要差异；

方面	金属咬合	磨料磨损	腐蚀磨损
原因	负载下金属与金属接触产生的粘着磨损。	坚硬的颗粒会刮擦或侵蚀表面。	化学反应会使材料降解。
效果	表面撕裂和冷焊	凹槽、划痕或表面侵蚀。	生锈、点蚀或均匀的材料损失。
医美问题	压力高、滑动、润滑不足。	存在碎片或磨料颗粒。	暴露于潮湿、盐分或化学物质。
预防	润滑剂、异种金属或表面涂层。	更坚硬的材料，耐磨涂层。	耐腐蚀合金、保护膜。
受影响的应用程序	轴承、螺纹和液压元件。	工具、传送带和研磨系统。	海洋结构、管道和户外设备。

 

金属咬合的原因有哪些？

金属磨损的主要原因是两个或多个接触的金属部件之间的摩擦，通常是高压下摩擦力增加。然而，摩擦可能是由几个独立的原因造成的，所有这些原因都会导致金属表面磨损。这包括材料配对的兼容性、润滑不足、滑动部件的应力过大、表面粗糙度等。

让我们简要讨论一些主要原因；

材质成分： 具有相同冶金性能的类似材料的滑动会产生热量，使材料软化，从而从一个表面到另一个表面进行微观转移。因此，这种转移会焊接到第二个部件上，导致材料磨损。

缺乏润滑： 旋转或滑动表面之间缺乏润滑会增加材料分子之间的直接接触，从而加剧局部加热并导致咬合。

压力过大： 高负载或接触压力使表面之间产生更大的相互作用，并增加了局部应力。这会导致磨损，尤其是在紧固部件中。

表面光洁度质量： 粗糙的表面处理有利于两个或多个部件滑动或移动时产生更多的接触点，从而增加摩擦力，从而增加咬合。 

热效应： 温度升高或波动是另一个原因。它们会加速润滑剂的降解、变形和粘附

环境原因： 零件表面的腐蚀和在磨蚀环境中的运行会引起摩擦和磨损。 

这些原因表明制造零件的整体质量和装配考虑因素会影响金属零件的磨损。同时，一些原因与搬运和操作有关。

 

如何防止磨损？六大实用策略

喷涂紧固件

了解了金属咬合的原理及其危害之后，我们来讨论预防措施或策略，从选择正确的材料到在零件表面添加涂层。 

1. 避免使用类似材料 

异种金属配对 

具有相同材料的部件会加速材料转移和冷加工，而不同的材料则具有最佳的抗磨损性能。因此，请检查滑动部件的冶金性能，并确保它们具有不同的结构。例如，使用一个铜和另一个黄铜部件可能是最佳解决方案，而不是使用类似的成分。您可以阅读以下冶金差异 黄铜与铜 这里。随后，铝和钢可以成为另一对兼容的组合。

2. 表面间的润滑 

润滑齿条的滑动部分 

您可以使用含有防卡剂（如镍和二硫化钼）的润滑剂。润滑剂可在接触面之间形成一道屏障，减少摩擦。因此，PTFE 等固体润滑剂在某些情况下可以发挥更好的作用。

3. 涂抹表面涂层 

防止金属磨损的有效策略之一是对表面进行涂层处理，涂层可起到物理屏障的作用，减少相互作用。为了减少摩擦，涂层表面的光滑度也是必不可少的。

防粘涂层 

氮化钛、锌和磷酸盐是防粘涂层材料的几种例子，可以与 电镀或化学镀. 此外，您还可以采用 AlCrN 或 TiAlN 的气相沉积来最大程度地降低粘连风险。

如果你更感兴趣，请阅读 电镀与阳极氧化，有两种方法可以防止金属咬合。 

4. 控制负载和接触压力 

无论是紧固件、轴承还是液压活塞，都要避免过载和高接触压力。此外，过大的预紧力也会增加摩擦。为确保这一点，请使用校准工具、考虑润滑和数字控制系统。

5. 考虑外部因素 

如果您在恶劣的环境条件下（例如海洋、酸性、潮湿、高温和磨蚀性环境）使用金属部件，请应用必要的表面处理并考虑操作变量。您可能还需要考虑在这些条件下的材料选择。 

6. 定期保养

定期清理碎屑、污染物和腐蚀物。然后重新涂抹润滑剂。这可确保连续运行而不会磨损。  

 

哪些金属容易发生咬合？

虽然所有类型的金属和合金都可能出现咬合，但有些金属和合金由于其良好的冶金性能而更容易出现咬合。延展性和成形性较高的金属部件容易出现咬合，例如铝、 不锈钢材质和奥氏体钢。此外，产生氧化层的金属也会增加咬合的风险。

铝咬合

铝是一种相对较软的金属，延展性较高，因此这种材料容易磨损和加工硬化。尤其是两个带有铝的运动部件，风险很高。螺纹、紧固件和门滑块就是一些例子。

铝冲压中的咬合 

为防止铝磨损，请降低压力并涂抹润滑剂。您还可以进行阳极氧化或其他硬质处理。 

不锈钢咬合

与其他不锈钢（303、304、316 等）相比，奥氏体不锈钢更容易发生磨损。原因是它们的延展性和霍克硬化特性。随后，缺乏坚韧的表面和自钝化氧化层的形成进一步加剧了磨损效应。

不锈钢紧固件磨损

为了防止不锈钢磨损，请使用不同等级的不锈钢，如 316 和 420，使用 PTFE表面涂层并施加适当的润滑。 

钛合金磨损 

高应力处理能力和低热导率使钛更容易发生金属磨损。钛合金具有高摩擦系数，这也有助于材料粘附。

为了防止钛合金磨损，请优化低应力集中设计，应用 TiN 等涂层并润滑表面。

 

总结 

成形性、延展性、加工硬化和柔软性是使金属易受磨损的关键材料特性。同时，表面磨损、高应力、错位、高温和其他操作条件是造成磨损的主要原因。但是，您可以采用适当的预防策略，例如涂抹润滑剂、表面涂层和避免过大应力。 

总体而言，优化材料搭配和表面处理有助于解决 金属咬合。在 ProlenTech，我们可以提供全面的表面处理和防磨损涂层服务，无论是 CNC 加工螺丝还是制造的钣金产品。此外，我们的工程师和行业专家还可以帮助您选择材料和合适的润滑解决方案。 

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常见问题

金属零件的咬合是什么？

咬合是一种粘着磨损，当两个金属表面在压力下相互滑动时发生，是由接触点处材料的微观摩擦焊接引起的。 

如何避免铝部件之间的金属拉伤？

适当的润滑、光滑表面的阳极氧化以及将铝与硬质金属配对以进行滑动应用有助于避免铝部件之间的磨损。 

哪些应用更容易发生金属咬合？

与滑动、紧固和高压接触相关的应用可能会受到磨损。例如螺栓、螺母、机器零件、轴承、活塞和阀门。

防咬合润滑剂有哪些？

PTFE、二硫化钼、防卡剂和干膜润滑剂是一些防卡润滑剂。市场上一种常见的防卡润滑剂是 WD-40®。