摩耗係数

摩耗係数は、材料の摩耗を測定、特性評価、相関付けるために使用される物理的な係数です。

従来、材料の摩耗は重量減少と摩耗率によって特徴付けられてきました。しかし、研究により、摩耗係数の方が適していることがわかりました。その理由は、摩耗率、適用される荷重、および摩耗ピンの硬度を考慮に入れるためです。10-1 のオーダーの測定変動が観察されていますが、適切な予防措置を講じれば変動を最小限に抑えることができます。^{[1] [2]}

摩耗量対距離曲線は、少なくとも過渡摩耗状態と定常摩耗状態の 2 つの状態に分けることができます。 体積または重量の損失は、最初は曲線です。 過渡摩耗状態における単位摺動距離あたりの摩耗率は、定常摩耗状態で一定値に達するまで減少します。 したがって、体積損失対距離曲線から得られる標準摩耗係数の値は、摺動距離の関数です。^[3]

定常摩耗方程式は次のように提案された：^[2]

${\displaystyle V=K{\frac {PL}{3H}}}$

ここで、はパスカルで表されるブリネル硬度、は体積損失、は法線荷重、は滑り距離です。 は無次元標準摩耗係数です。 ${\displaystyle H}$${\displaystyle V}$${\displaystyle P}$${\displaystyle L}$${\displaystyle K}$

したがって、研磨モデルにおける摩耗係数は次のように定義される。 ^[2]${\displaystyle K}$

${\displaystyle K={\frac {3HV}{PL}}}$

重量減少と密度から推定できるように、摩耗係数は次のように表すこともできる: ^[2]${\displaystyle V}$${\displaystyle W}$${\displaystyle \rho}$

${\displaystyle K={\frac {3HW}{PL\rho }}}$

標準的な方法では総体積損失と総滑り距離が使用されるため、正味定常摩耗係数を定義する必要があります。

${\displaystyle K_{N}={\frac {3HV_{s}}{PL_{s}}}}$

ここで、は定常滑り距離、は定常摩耗体積です。 ${\displaystyle L_{s}}$${\displaystyle V_{s}}$

滑り摩耗モデルに関してはKは次のように表される: ^[4]

${\displaystyle K={\frac {V}{A_{p}L}}}$

塑性変形領域は どこですか。${\displaystyle A_{p}}$

摩擦係数を次のように定義すると：^[4]

${\displaystyle \mu ={\frac {F_{t}}{P}}}$

ここで接線力である。そしてKは、研磨摩耗粒子を切削して生成するために行われた仕事から外部に行われた仕事までとして定義される：^[4]${\displaystyle F_{t}}$ ${\displaystyle Vu}$ ${\displaystyle FL}$

${\displaystyle K={\frac {3\mu HV}{\mu PL}}=3\mu {\frac {Vu}{FL}}\approx {\frac {Vu}{FL}}}$

実験状況では、接触する材料の最上層の硬度が確実に分からない場合があり、その結果、比率の方が有用である。これは寸法摩耗係数または比摩耗率として知られている。これは通常、mm ³ N ⁻¹ m ⁻¹の単位で表されます。^[5]${\displaystyle {\frac {K}{H}}}$

金属マトリックス複合材(MMC) 材料は、マトリックス材料に比べて物理的、機械的、摩擦学的特性が優れているため、より頻繁に使用されるようになったため、方程式を調整する必要があります。

提案された式は次の通りである: ^[2]

${\displaystyle K={\frac {3g_{1}d(1-f_{v})}{g_{3}f_{v}L}}\left[1-exp\left({\frac {-g_{3}f_{v}L}{d(1-f_{v})}}\right)\right]}$

ここで、は平均粒子径 の関数、は粒子の体積分率です。 は、適用される荷重、ピンの硬さ、およびにおける曲線の勾配の関数です。 ${\displaystyle g_{3}}$${\displaystyle d}$${\displaystyle f_{v}}$${\displaystyle g_{1}}$${\displaystyle P}$${\displaystyle H}$${\displaystyle m_{A}}$${\displaystyle V_{c}}$${\displaystyle L=0}$

${\displaystyle g_{1}={\frac {Hm_{A}}{P}}}$

したがって、荷重とピンの硬度の影響は次のようになる。^[2]

${\displaystyle K={\frac {3Hm_{A}d(1-f_{v})}{PLg_{3}f_{v}L}}\left[1-exp\left({\frac {-g_{3}f_{v}L}{d(1-f_{v})}}\right)\right]}$

摩耗試験は時間のかかるプロセスであるため、予測可能な方法を使用することで時間を節約できることが示されました。^[3]

• 摩耗率
• 減量

• Nam P. Suh, Tribophysics、Prentice-Hall、1986年、ISBN 9780139309830 

材料科学