什麼是金屬磨損？原因及預防策略

兩個金屬部件的滑動作用會導致它們磨損，稱為“金屬磨損」。然而，它不需要表面之間隨著時間的推移而持續滑動，即使單一未對準的接觸也會導致磨損。磨損缺陷會導致金屬零件之間產生不必要的黏附，從而增加缺陷率和昂貴的維護成本。 

為了防止磨損，必須了解金屬中的磨損是什麼、原因以及防磨損策略。繼續閱讀，本文將包括所有這些闡述。 

 

什麼是金屬磨損？定義和現象

什麼是金屬中的磨損？其特徵是金屬表面之間由於高壓摩擦而產生的黏著磨損。過大的摩擦壓力將材料從一個滑動表面轉移到另一個滑動表面，導致磨損和黏附。您可以透過識別零件表面上的視覺損壞（通常是粗糙、凸起或撕裂的外觀）來識別磨損區域。因此，任何刮痕、材料退化或突出都可能表示存在這種缺陷。 

磨損機制/禮貌： 研究之門 

金屬磨損是一種與表面高接觸點局部塑性變形有關的微觀現象。隨著金屬表面上的氧化層被磨損，裸露的金屬分子開始直接接觸。它們形成冶金結合，有助於輕微的材料轉移或冷焊，從而產生凸起的腫塊（稱為癭）。隨著滑動運動的持續，這些磨損進一步增加了摩擦。

軸承黏著磨損

此外，所有金屬和合金都容易出現磨損，特別是像用 鋁沖壓工藝 或其他鈑金成型件。也可在緊固件、液壓裝置、軸承等中見到。

 

金屬磨損、磨料磨損、腐蝕磨損

為了更好地理解金屬磨損，我們將其與其他兩種類型的磨損進行比較：磨粒磨損和腐蝕磨損。所有這些磨損因其原因和形成機製而各不相同。

磨粒磨損 

下表簡要概述了主要差異；

方面	金屬磨損	磨料磨損	腐蝕磨損
因素	負載下金屬與金屬接觸產生的黏著磨損。	硬顆粒刮擦或侵蝕表面。	化學反應會降解材料。
影響	表面撕裂和冷焊	凹槽、刮痕或表面侵蝕。	生鏽、點蝕或均勻材料損失。
條件	壓力高、滑動、潤滑不足。	存在碎片或磨料顆粒。	暴露於濕氣、鹽或化學物質。
預防	潤滑劑、異種金屬或表面塗層。	較硬的材料，耐磨塗層。	耐腐蝕合金、保護膜。
受影響的應用程式	軸承、螺紋和液壓元件。	工具、傳送帶和研磨系統。	海洋結構、管道和戶外設備。

 

金屬磨損的原因是什麼？

金屬磨損的主要原因是兩個或更多接觸的金屬部件之間的摩擦，通常是高壓下摩擦力的增加。然而，摩擦可能是由幾個獨立原因造成的，所有這些都會導致金屬表面磨損。這包括材料配對的兼容性、缺乏潤滑、滑動部件上的過大應力、表面粗糙度等。

讓我們簡要討論一些關鍵原因；

材質成分： 具有相同冶金特性的相似材料的滑動會產生熱量並使材料軟化，從而從一個表面微觀轉移到另一個表面。因此，這種轉移焊接在第二部分上並導致材料磨損。

缺乏潤滑： 旋轉或滑動表面之間缺乏潤滑會增加材料分子之間的直接接觸，加劇局部加熱並導致擦傷。

壓力過大： 高負載或接觸壓力允許表面之間產生更高的相互作用並增加局部應力。這會促進磨損，尤其是在緊固部件中。

表面光潔度品質： 粗糙的表面光潔度有利於兩個或更多零件的更多接觸點滑動或移動，從而增加摩擦力，從而增加磨損。 

熱效應： 溫度升高或波動是另一個原因。它們加速潤滑劑降解、變形和黏附

環境原因： 零件表面的腐蝕和磨蝕環境中的操作會導致摩擦和磨損。 

這些原因顯示製造零件的整體品質和組裝注意事項會影響金屬零件的磨損。同時，也有一些原因與處理和操作有關。

 

如何防止擦傷？六大實用策略

噴塗緊固件

在了解金屬磨損的原因及其原因後，讓我們繼續採取預防措施或策略，從正確的材料選擇到零件表面的額外塗層。 

1. 避免使用類似材料 

異種金屬配對 

具有相同材料的零件可加速材料轉移和冷加工，而不同的材料則具有最佳的抗磨損性能。因此，檢查滑動部件的冶金性能並確保它們具有獨特的結構。例如，使用一種銅和另一種黃銅零件可能是最好的解決方案，而不是使用類似的組合物。您可以閱讀以下冶金學差異 黃銅與銅 這裡。隨後，鋁和鋼可以成為另一對相容的組合。

2. 表面之間的潤滑 

潤滑齒條的滑動部分 

您可以使用含有鎳和二硫化鉬等防卡元素的潤滑油。潤滑在接觸表面之間提供屏障並減少摩擦。因此，像 PTFE 這樣的固體潤滑劑在某些條件下可以表現得更好。

3. 應用表面塗層 

防止金屬磨損的有效策略之一是對錶面進行塗層，作為物理屏障並減少相互作用。為了減少摩擦，塗層的光滑表面也很重要。

防磨損塗層 

氮化鈦、鋅和磷酸鹽是防磨損塗層材料的幾個例子，可以與 電鍍或化學鍍。此外，您還可以施加 AlCrN 或 TiAlN 氣相沉積，以最大限度地降低黏附風險。

如果您更感興趣，請閱讀 電鍍與陽極處理，可用於防止金屬磨損的兩種方法。 

4. 控制負載和接觸壓力 

無論是緊固件、軸承或液壓活塞，都要避免過載和高接觸壓力。此外，過多的預緊力也會增加摩擦。為了確保這一點，請使用校準工具，考慮潤滑和數位控制系統。

5. 考慮外部因素 

如果您在海洋、酸性、潮濕、高溫和磨蝕環境等惡劣環境條件下使用金屬零件，請應用必要的表面處理並考慮操作變數。您可能還需要考慮在這種情況下的材料選擇。 

6. 定期保養

定期清潔碎片、污染物和腐蝕。然後，重新塗抹潤滑劑。這確保了連續運行而不會磨損。  

 

哪些金屬容易磨損？

儘管所有類型的金屬和合金都可能發生磨損，但有些金屬和合金由於其良好的冶金性能而更容易受到磨損。具有高延展性和成型性的金屬零件容易發生拉毛，例如鋁、 不銹鋼和奧氏體鋼。此外，形成氧化層的金屬也會增加磨損的風險。

鋁磨損

鋁是一種相對較軟的金屬，具有較高的延展性，因此該材料容易磨損且容易加工硬化。特別是兩個鋁製移動部件面臨很高的風險。螺紋、緊固件和門滑塊都是一些例子。

鋁沖壓中的毛邊 

為了防止鋁磨損，請降低壓力並塗抹潤滑劑。您也可以應用陽極氧化或其他硬處理。 

不銹鋼磨損

與其他材質（303、304、316 等）相比，奧氏體不銹鋼更容易磨損。隨後，堅韌表面的缺乏和自鈍化氧化層的形成進一步加劇了磨損效應。

不銹鋼緊固件磨損

為了防止不銹鋼磨損，請使用不同材質的材質，如 316 和 420，使用 聚四氟乙烯表面塗層，並塗上適當的潤滑油。 

鈦磨損 

高應力處理能力和低導熱性使鈦更容易出現金屬磨損。鈦牌號具有高摩擦係數，也可促進材料黏附。

為了防止鈦磨損，請優化設計以實現低應力集中，塗上 TiN 等塗層，並潤滑表面。

 

加起來 

成形性、延展性、加工硬化和柔軟度是使金屬容易磨損的關鍵材料特性。同時，表面分數、高應力、不對中、高溫和其他操作條件是背後的主要原因。但是，您可以採取適當的預防策略，例如塗抹潤滑、表面塗層和避免過度壓力。 

總體而言，優化材料配對和表面處理有助於解決 金屬磨損。在ProlenTech，我們可以提供全面的表面精加工和防磨塗層服務，無論是CNC加工螺絲還是製造鈑金產品。此外，我們的工程師和行業專家還可以幫助您選擇材料和適當的潤滑解決方案。 

起 珠光處理 從陽極氧化和氮化塗層，我們擁有全面的表面處理解決方案。立即上傳您的設計並索取報價！

 

常見問題

什麼是金屬零件的磨損？

磨損是一種黏著磨損，當兩個金屬表面在壓力下相互滑動時發生，這是由接觸點處材料的微觀摩擦焊接引起的。 

如何避免鋁部件之間的金屬磨損？

適當的潤滑、具有光滑表面的陽極氧化以及將鋁與硬金屬進行滑動應用有助於避免鋁部件之間的磨損。 

哪些應用更容易出現金屬磨損？

與滑動、緊固和高壓接觸相關的應用可能會遭受磨損。例如螺栓、螺帽、機器零件、軸承、活塞和閥門。

防磨損潤滑劑有哪些？

PTFE、二硫化鉬、防咬化合物和乾膜潤滑劑是一些防磨損潤滑劑。一種用於防磨損應用的常見市場潤滑劑是 WD-40®。