Dưới tác dụng cơ học, các nhấp nhô tế vi của bề mặt trượt sẽ dần dần bị giảm.
Khi nghiên cứu về mịn người ta thấy có nhiều loại mịn những có những đặc điểm khác nhau. Theo B.I.Kotexki có thể chia mịn thành các loại sau:
+ Mịn do ơ xít hố
Sự mòn này xảy ra do hậu quả cuả sự khuyếch tán ôxy do lớp bề mặt kim loại bị biến dạng. Do sự khuyếch tán đó đã tạo nên trong lớp bề mặt của kim loại dung dịch đặc của ôxýt sắt nằm trong sắt như FeO, Fe3O4 ,Fe2O3.
Trong q trình mịn, đồng thờicó hai q trình diễn biến sau:
- Một quá trìnhđược đ ặc trưng cho sự tác dụng cơ học , đượcbiểu thị như sự mòn lớp bề mặt.
- Một quá trìnhđược đặc trưng cho q trình lý hố, quá trình này sự khuyếch tán ơxy cào các phầntử kim loại.
Sự mài mịn do ơ xít hố xảy ra theo hai pha, ở pha đầu là sự tạo ra dung dịch đặc và tạo trên bề mặt một lớp ơ xít. Pha thứ hai là sự chuyển biến lớp bề mặt thành lớp rất cứng và dịn,đóng vai trị như những hạt mài , do vậy không những chúng làm tăng sự ma sát mà còn làm tăng thêm sự mài mòn .
Sự mài mịn ơ xít hố thường thấy ở các ơ trượt,ở các trục khuỷu, bánh răng,... + Sự mài mòn do nhiệt.
Khi hai chi tiết chuyển động tương đối với nhau sẽ dẫn đến có ma sát ở bề mặt tiếp xúc.
Cácứng suấtnày trải ra trong chi tiết hoặc trên toàn bộ bề mặt lăn của chi tiết.Ứng suất này lặp đi lặp lại theo chu kỳ của tải trọng (tải trọng chu kỳ) sẽ gây ra sự mỏi.Sự mỏi đó sẽ làm phá hỏng lớp bề mặt.
Mòn do mỏi biểu hiện như các khe nứt tế vi-các khe nứt này thường nghiên một góc rất nhỏ với bề mặt ma sát và sẽ phát triển thành các hổ sâu (hố rỗ).Mòn do mỏi thường g ặp ở các ô lăn và các bánh răng.
Đặc trưng cho mịn rỗ là q trình mịn xảy ra có kèm theo sự mịn do ơ xít-hố - sự mịn này phát triển trong cáclớp bề mặt.
2. Sự mòn của kim loại do tác dung của mơi trường các dịng chảy
Các chi tiết máy làm việc trong mơi trường của dịng chảy phàn lớn sinh mòn. Dạng mòn nàyđược quan niệm như dạng mòn cơ học, mơi trường dịng có các phần tử cứng riêng (hạt mài) hoặc chính là dịng của các chất lỏng bề mặt, các chất khí. Với dịng chất lỏng hoặc khí có chứa cả các hạt chât lỏng chung sẽ làm phá hỏng bề mặt. Sự phá huỷ bề mặt như vậy cũng gọi là sự mòn. Nhưng sự mònở đây phải hiểu là sự phá huỷ và mài mòn bề mặt vật là do tác dụng cơ học của vật thể nào đó chuyển động theo bề mặt đó.
Theo quan điểm phương pháp dẫn đến sự mòn, cũng chia làm ba loai: + Mòn do tác dụng cắt hoặc mài của các vật liệu cứng (hạt mài). + Mòn do tác dụng của chất lỏng- tức là mòn thuỷ lực.
+ Mịn do tác dụng của khí tức là mịn khí nén.
2.1.4 Mục đích và phương pháp xử lý bề mặt
2.1.4.1 Mục đích của xử lý bề mặt kim loại
Hiện nay xử lý bề mặt được sử dụng rộng rãi, trên nhiều lĩnh vực,nhưng có thể phân loại xử lý bề mặt theo mục đích xử lý của nó như sau:
+ Xử lý bề mặt với mục đích đạt được về thẩm mỹ tức là vẻ đẹp của chi tiết. Xử lý này chủ yếu dùng trang trí cho các dụng cụ tiêu dùng, trang sức.vv..
+ Xử lý bề mặt với mục đích nâng cao khả năng chống mòn tức là với mục đích nâng cao tuổithọ của chi tiết hoặc kéo dài tuổi thọ của chi tiết có nghĩa là:
- Nâng cao khả năng chống mòn do cơ học.
- Nâng cao khả năng chống gỉ trong môi trường khác nhau như hóa học, axit, trong điều kiện nhiệt độ khác nhauvv....
+ Xử lý bề mặt với mục đích thay thế kim loại mầu, hợp kim và các vật liệu hiếm khác.Ở đây vật liệu nền của chi tiết được chọn từ các loại thép chất lượng thường, nên chỉ cần phủ bề mặt một lớp kim loại quý.
+ Xử lý bề mặt với mục đích thu được một số tính chất vật lý, ví dụ như tính chất dẫn điện, cách điệnvv....
2.1.4.2Các phương pháp xử lý bề mặt kim loại
Xử lý bề mặt là một phương pháp công nghệ để thu được những tính chất, yêu cầu nhất định hoặc tạo ra các trạng thái bề mặt nhất định.
Chọn phương pháp xử lý bề mặt được xuất phát từ các yêu cầu làm việc của chi tiết hoặc sản phẩm.
Cụ thể là các yêu cầu sau
a, Yêu cầu về hình dáng tế vị của bề mặt (theo phương pháp gia cơng như mài,
đánh bóng ....)
c, Yêu cầu về thành phần hoá học, cấu trúc lớp bề mặt (xementit hoá, nitơ hoá, khếch tán crơm, nhơm,vv....)
d, u cầu lớp phủ bề mặt có các tính chất vật lý khác mà thành phần hố học giống hoặc khác với vật liệu nền(mạ,phun kim loại,vv..).
Xử lý bề mặt kimloại có thể giải quyết được nhiều mục đích. Tuy nhiên mục đích thơng thường của nó là để bảo vệ chống gỉ, cho nên việc chọn và sử dụng lớp phủ thế nào cho tốt nhất để bảo vệ chống gỉ là một việc quan trọng.
2.1.4.3 Sự gỉ của kim loại
1. Khái niệm
Gỉ là hiện tượng phá huỷ có hại đối với các vật rắn (kimloại) bằng tác dụng của hố học, của điện hố, của mơi trường xung quanh làm xuất hiện gỉ từ trên bề mặt kim loại rồi đi vào phía trong của vật thể.
Ví dụ: đối với kim loại, gỉ thường thấy ở kim loại có chứa sắtlà rõ nhất. Ảnh hưởng của gỉ đến nền kinh tế quốc dân là rất lớn. Sự hao phí này được xác định bằng lượng kim loại mất ở dưới dạng các hợp chất không cần thiết,thường các hợp chất này làm giảm sức bền của các kết cấu, chi tiết, mặt khác làm giảm tính chất cơng tác tiếp tục của chi tiết vì các sản phẩm.
Khả năng chống gỉ của kim loại khơng chỉ phụ thuộc vào loại kim loại mà yếu tố quan trọng hơn là môi trường gây gỉ (gọi là mơi trường gỉ). Ví dụ: nhơm có khả năngchống gỉ ở mơi trường khơng khí, nhưng bị phá huỷ trong mơi trường dung dịch có các hiđroxit kiềm,hoặc thép crơm có tính chống gỉ biểu hiện ở khả năng chịu tác dụng của axít hữu cơ, nhưng lại bị gỉ trong các axit chua (như axit axêtic, các axit lưu huỳnh). Đối với các dung dịch này thì thép chống gỉ crơm-neken lại có khả năng chống gỉ tốt hơn.
Điều quan trọng khác của q trình xảy ra gỉ là nồng độ của mơi trường gỉ, nhiệt độ và áp lực môi trường. Ví dụ: ở mơi trường nước lạnh kẽm có kh ả năng chống gỉ rất tốt, nhưng khi nhiệt độ nước cao h ơn 600C thì kẽm lại bị gỉ rất nhanh, bởi vậy lớp phủ bảo vệ bằng kẽm khơng thích hợp cho các hệ thống nhiệt.
Gỉ của kim loại có nhiều dạng khác nhau,vì vậy có nhiều cách phân loại: -Theo cơ cấu bên trong của gỉ: gỉ hoá học, gỉ điện hoá.
- Theo dạng bên ngoài: gỉ hoàn toàn bề mặt và gỉ bộ phận, gỉ từng chổ. - Theo các nhân tố gây gỉ: gỉ do tải trọng cơ học ,gỉ do dịngđiện lạc,vv..
- Theo mơi trường gây gỉ: gỉ trong mơi trường khí quyển, gỉ trong dung dịch, gỉ trong khí, gỉ bằng tác dụng của các chất hố học khác nhau,gỉ trong đất,vv..
2. Gỉ hoá học
Gỉ hoá học là một dạng gỉ mà quá trình gỉ xảy ra trong mơi trường gỉ khơng dẫn điện .Ví dụ như ơ xít hố sắt thép bằng ơxy của khơng khí ở nhiệt độ cao,q trình xảy ra sẽ suất hiện cácơ xít - gọi là vảy kim loại.
3. Gỉ điện hoá
Đây là q trình gỉ xảy ra trong mơi trường điện, nghĩa làở trong mơi trường điện phân.
4. Gỉ tồn bộ
Đây là loại gỉ xảy ra trên tồn bộ bề mặt (hình 2.2a). Ta thấy ởmọi vị trí của bề mặt kim loại đều bị gỉ như nhau, cường độ (mức độ)gỉ của chúng cũng tương tự nhau. Chiều dày của kim loại sẽ giảm dần và như vậy sứcbền của chi tiết cũng giảm dần. Đối với loại gỉ này phạm vi gỉ được đánh giá bằng lượng kim loại mất đi do tác dụng của gỉ toàn bộ gây ra, được biểu thị bằng khối lượng trên một đơn vị kích thước (mm; µm) hoặc bằng khối lượng trên một đơn vị diện tích (g/cm2, mg/dm2)