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ASTM 5 G65 摩擦 磨损测试 的重要性
点击次数：182 发布时间：2020/7/21 9:44:32
ASTM 5 G65 摩擦 磨损测试 的重要性
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公司官网：www.famouset.com
众所周知，能源效率和生产率对于大规模工业运营都是至关重要的。例如粉末冶金行业中使用
的模具、矿山和水泥工业中使用的爪、料斗、槽、泵等部件在原料处理过程中会受到磨料磨损的影
响。钢种（具有贝氏体-马氏体-碳化物微结构，哈菲尔德钢）和表面工程解决方案（WC-Co，Cr3C2）
提供了 10 倍的耐磨性能，提高了生产率，降低了维护成本。然而，在这种操作过程中，由电力/柴
油驱动的整体能源效率被忽略了，原材料和工具界面之间的摩擦阻力直接影响了功耗和能效。
图 图 . 1. 示意图（操作 过程中 ， 挖掘机 磨料磨损界面和能量 消耗 ）
例如，如果使用具有低摩擦阻力的耐磨材料，挖掘机挖掘土壤和地面所需的功率就会减少（见
图 1）。如果使用低摩擦耐磨衬套来减少因高壁摩擦造成的桥接问题，则用于物料搬运的斜道或料
斗（参见图 2）将更具生产效率。粉末冶金制造过程中使用的模具(见图 3)，如果模具材料对粉末运
动的摩擦较小，则在成型和脱模阶段所需的能量较少。
图 图 2 2. . 示意图（ 物料搬运的斜槽，由于高壁摩擦形成的桥
接 ）
图 图 3 3. . 示意图（粉末冶金生产过程中使用的模具）
桥接
上冲
中模
粉末冶金零件
下冲
芯棒
因此，需要评估在此类应用中使用材料的摩擦磨损性能，并了解三体磨损过程中导致高磨损和
低摩擦阻力的驱动因素。
Ducom 磨料磨损试验机（ABT-3）是一台综合测试系统，提供进行此类研究的相关平台（请参见
图 4）。此外，Ducom 磨料磨损试验机还提供了多种测试条件，从低应力到高应力磨耗，干燥或是潮
湿条件，均符合 ASTM G65，ASTM G105 和 ASTM B611 标准。基于气动系统的自动加载模块，使用主
动反馈来保持恒定负载，不受接触条件、磨损程度和振动的影响，这是传统的自重加载系统无法满
足的。
图 图 . 4. 示意 图（具有自动载荷和摩擦力测量的干式和浆式 磨料磨损试验机 ABT-3 ）
根据 ASTM G65 标准，使用 ABT-3 试验机对 D2 和 H13 钢的耐磨性进行了测试。这些是特殊的工具钢，
并根据 ASTM G65 标准用作参考材料。在样品上施加 130 N 的负载，橡胶轮以 200 rpm 的转速旋转。
砂砾以 325 g / min 的速度供到接触界面。在 718 m 线性磨损（橡胶轮 1000 转）后测量样品的质量
损失。用于测试的砂砾在形态上与 ASTM G 65中提到的 AFS 50/70 砂砾不同。
材料
硬度（ HRC ）
密度
测试 测试后
2 D2 钢 59-61 64 7.85
3 H13 钢 49-53 55 7.55
数据采集显示屏
加载单元和摩擦传感器
平板测试样品
浆料腔（可移除）
浆料加热腔
图 图 . 5. 2 D2 钢和 3 H13 钢的体积
使用光学显微镜对磨痕进行观察，与 D2 钢相比，H13 钢的损伤更光滑，更深。H13 比 D2 钢相对
软，由于磨料颗粒的犁削，塑性变形和连续断裂的程度更大，导致表面更光滑，如图 6所示。另一
方面，D2 在磨削表面上显示出多个深沟槽，突出了更具侵蚀性的材料剥离。
综上所述，D2 钢由于硬度较高，与 H13钢相比具有更高的耐磨性。然而，相同的微观结构也会导致
磨损试验过程中摩擦力和能量耗散增加 50%。
Ducom 磨料磨损试验机（ABT-3）突出评估了工业过程中所用材料的摩擦和耐磨的重要性。这些工业
过程涉及到材料处理，为降低能耗和提高操作效率提供了可靠的试验依据。
图 图 . 6. 2 D2 钢和 H H 3 13 钢的光学图像，显示了由于 3 H13 钢的
磨料颗粒 犁削 而引起的塑性变形和连续 断 裂 。
图 图 . 7. 2 D2 钢和 3 H13 钢的摩擦系数。
原创作者：无锡市誉荣电子科技有限公司
