- Giai đoạn 1: Giai đoạn rà trơn mỏy Là giai đoạn đầu, cỏc chi tiết hao mũn rất nhanh, vỡ cỏc bề mặt làm việc cú những chỗ gồ ghề của vết dao cắt gọt, tiếp xỳc
1.2.1.2. Cỏc phƣơng trỡnh định lƣợng
* Định luật mũn dớnh của archard
Giả thiết tiếp xỳc được tạo nờn bằng một số cỏc tiếp xỳc ở đỉnh cỏc nhấp nhụ cú bỏn kớnh a (hỡnh 2.3).
Hỡnh 2.3. Sơ đồ mụ hỡnh lý thuyết tạo ra một hạt mũn bỏn cầu
trong tiếp xỳc ma sỏt trượt.
Diện tớch của mỗi tiếp xỳc là: πa2
o
2
Cỏc bề mặt sẽ dịch chuyển một khoảng 2a qua mỗi nhấp nhụ và ta giả thiết mảnh mũn sinh ra từ mỗi đỉnh nhấp nhụ cú dạng nửa hỡnh cầu thể tớch 2 πa 3 . .
3
Tổng thể tớch mũn Q trờn một đơn vị chiều dài trượt được xỏc định như sau:
2
πa 3
Q =∑ 3 =1 ∑ πa 2 = πa n
2a 3 3
Trong đú n là tổng số cỏc tiếp xỳc và tải trọng phỏp tuyến tổng W sẽ là: Hay: W = p πa2n nπa 2 = W p o Do đú: Q = W 3p o
Nếu chỉ cú một phần k cỏc tiếp xỳc nhấp nhụ gặp nhau và tạo nờn hạt mài thỡ: Q = k W
3p o
Trong đú k là hệ số xỏc xuất một tiếp xỳc tạo nờn một hạt mài. Từ phương trỡnh này cú thể rỳt ra ba quy luật mũn.
- Thể tớch vật liệu mũn tỷ lệ thuận với quóng đường trượt; - Thể tớch vật liệu mũn tỷ lệ thuận với tải trọng phỏp tuyến;
- Thể tớch vật liệu mũn tỷ lệ nghịch với với giới hạn chảy hay độ cứng của vật liệu mềm hơn.
Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ số mũn k giữa thộp và thộp giữ hằng số cho đến ứng suất khoảng H/3 (H là độ cứng của thộp). Khi tăng ứng suất trờn giỏ trị này tốc độ mũn tăng mạnh hàn và seizure xảy ra. Điều này vẫn đỳng khi vật liệu đối tiếp cỏc kim loại khỏc. Tuy nhiờn ngoài độ cứng, cỏc tớnh chất khỏc của vật liệu cũng đúng vai trũ quan trọng ảnh hưởng tới tốc độ mũn.
* Thuyết mũn dớnh của Rowe
Rowe đó bổ xung lý thuyết mũn của archard cú kể đến tỏc dụng của lớp màng bề mặt (surface films).
po
Q = k W
3p o= k' A
Thể tớch của mũn dớnh liờn quan đến diện tớch tiếp xỳc trực tiếp kim loại-kim
loại Am. Q = km.Am
km là một hằng số cho kim loại trượt và độc lập với cỏc tớnh chất của chất bụi trơn hay của lớp màng bề mặt. Đặt β = A m
A là tỷ số giữa diện tớch tiếp xỳc trực tiếp kim loại kim loại và thực khi cú lớp bụi trơn.
Q = km βA = k m β W
po
Theo Rowe giỏ trị thớch hợp cho giới hạn chảy p (phỏp) là giỏ trị tớnh đến sự kết hợp giữa ứng suất phỏp và tiếp chứ khụng phải chỉ riờng do tải trọng phỏp tuyến
tĩnh gõy ra po. p2 + αs2 = 2 Do s = àp (à là hệ số ma sỏt) nờn p = p o (1 + αà 2 )1 / 2 Do đú: Q = k (1 +αà2 )1 / 2 βW m po 1.2.2. Mũn do cào xƣớc
Hỡnh 2.4. Sơ đồ (a) bề mặt cứng và nhỏm hoặc bề mặt gắn cỏc hạt cứng trượt trờn
bề mặt mềm hơn (b) cỏc hạt cứng tự do kẹt giữa cỏc bề mặt trong đú ớt nhất một bề mặt cú độ cứng thấp hơn hạt cứng.
Mũn do cào xước xảy ra khi cỏc nhấp nhụ của một bề mặt cứng và rỏp hoặc cỏc hạt cứng trượt trờn một bề mặt mềm hơn và phỏ huỷ bề mặt tiếp xỳc chung bằng biến dạng dẻo hoặc nứt tỏch. Trong trường hợp vật đối tiếp là vật liệu dẻo cú độ dai va đập cao (kim loại và hợp kim), đỉnh cỏc nhấp nhụ cứng hoặc cỏc hạt cứng sẽ gõy nờn biến dạng dẻo của vật liệu mềm hơn trong cả trường hợp tải nhẹ nhất. Trong trường hợp vật liệu dũn cú độ dai va đập thấp, mũn xảy ra do nứt tỏch khi đú trờn vựng mũn nứt tỏch là biểu hiện chủ yếu.
Cú hai trường hợp mũn do cào xước. Trong trường hợp thứ nhất (cào xước hai vật) bề mặt cứng là bề mặt cứng hơn trong hai bề mặt trượt (hỡnh 2.4(a)). Mũn sẽ khụng xảy ra nếu bề mặt cứng hơn tuyệt đối phẳng và nhẵn. Trong trường hợp thứ hai (cào xước ba vật), bề mặt cứng là vật thứ ba, cỏc hạt cứng nằm giữa hai bề mặt khỏc và đủ cứng để mài một trong hai bề mặt này (hỡnh 2.4(b)). Mũn cũng khụng xảy ra nếu cỏc hạt mài quỏ bộ hoặc mềm hơn cỏc bề mặt trượt. Trong nhiều trường hợp mũn bắt đầu do dớnh tạo nờn cỏc hạt mũn ở vựng tiếp xỳc chung, cỏc hạt mũn này sau đú bị ụxy hoỏ, biến cứng và tớch tụ lại là nguyờn nhõn tạo nờn mũn hạt cứng ba vật. Trong một số trường hợp hạt cứng sinh ra và đưa vào hệ thống trượt từ mụi trường.
Cỏc nghiờn cứu thực nghiệm về mũn do hạt cứng cho thấy hiện tượng cào xước trờn bề mặt mền hơn thể hiện bằng hàng loạt cỏc rónh song song với hướng trượt. Trờn mặt cắt ngang biến dạng dẻo của cỏc lớp dưới bề mặt ớt hơn so với mũn do dớnh. Tuy nhiờn độ cứng tế vi của bề mặt mũn tăng từ 10-80%.
Mũn do cào xước được ứng dụng rộng rói trong cỏc nguyờn cụng gia cụng tinh như mài, đỏnh búng vv….