汽车零件磨损机理及耐磨修复措施

2018-02-18吴枭

现代盐化工 2018年1期

吴枭

在汽车的行驶使用过程当中，零件发生磨损是不可避免的，这可以算是一种“自然现象”。但是在汽车零件磨损到一定的程度之后，其性能便会明显下降，并影响到整车的性能和安全性，或是增加汽车的能源消耗。对于发生了磨损的零件，我们可以对其进行更换，但这样做成本过高，而且不够绿色环保。为了确保汽车的良好性能与安全性，同时降低零件更换的过高成本，提高汽车使用的绿色环保性，我们可以对汽车零件进行耐磨处理及修复，延长其寿命。

1 汽车零件的磨损机理

将汽车拆开来看，其是由若干的零件所组成的，这些零件所处的位置各不相同，作用、功能、运作也各不相同，所以很多时候它们发生磨损的机理各异，从整体上来看，汽车零件发生磨损的机理可以分为4类：粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损，下面逐一对其进行分析。

1.1 粘着磨损

从外观上来看，汽车零件的粘着磨损表面主要呈鳞尾或麻点，汽车有很多零件相互之间是存在摩擦的，摩擦面相互接触，在分子引力粘附或局部高温熔入的作用下，接触点的表面金属便会发生转移，从而出现磨损。在汽车零件发生摩擦时，原本存在的润滑油膜可能会因为多种原因的影响而发生破裂，而从微观上来讲，零件的表面又是较为粗糙的，这就会在摩擦中形成接触点，造成分子吸附、原子吸附产生，甚至还有可能会产生化学吸附，最终致使接触点强粘着的形成。在零件相互摩擦的过程当中，会产生大量的热，这会使得原子发生扩散，进一步强化粘着作用[1]。最终，接触粘着点会在摩擦运动当中发生塑性变形，甚至被剪切撕脱，这样一来，零件表面的物质就会被转移，而且这个转移过程可以反复多次地循环，于是便造成粘着磨损。

1.2 磨粒磨损

在汽车零件当中，磨粒磨损这种情况是较为常见的，磨损外观多呈擦伤、沟纹或条纹状，其具体所指的是，零件相互摩擦的表面之间存在其他的硬质固体颗粒，这些硬质固体颗粒便会使得零件在相互摩擦中发生磨粒磨损，这里到的硬质固体颗粒体积往往是非常小的，甚至肉眼难以看见，但是却实实在在存在，如碳粒、磨粒、尘粒等，均可造成汽车零件的磨粒磨损[2]。这其实是零件磨损的一种简单形式和机理，零件之间的相互摩擦速度越快、荷载越强，磨损也就越严重，磨粒硬度越大，磨损也越严重。

1.3 疲劳磨损

汽车零件的疲劳磨损从外观上来讲，其主要呈裂纹或点蚀状，情况严重的话，还可能会出现疲劳脱层。这种磨损具体指的是，汽车零件在滑动与滚动的运动状态下，或是单纯在滚动运动的情况下，其表层发生疲劳破坏现象。在零件的摩擦过程当中，其表面微观存在的凸峰，会处于一个周期性载荷状态，这会使得零件与零件之间的接触点发生塑性变形，造成残余应力，在应力的作用下，零件表面便会出现微观裂纹，并随疲劳磨损的加剧而扩大，甚至剥落。

1.4 腐蚀磨损

汽车零件的腐蚀磨损，主要指的是由于化学变化作用，或是电化学相互作用而引起的磨损，这个磨损的过程，需要有零件本身和其他的介质参加。从实际的情况来看，腐蚀磨损可以分为3类：氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、穴蚀。

汽车零件的氧化磨损，具体指的是零件在摩擦运动的过程当中，氧气会吸附在零件的摩擦面上，并逐渐向内层扩散，零件的摩擦面一方面会出现塑性变形，另一方面还会产生金属氧化物、氧的固溶体膜、化学吸附膜，这些物质在切向力和正压力的作用下，会与零件的表面发生分离，进而造成磨损。从人们骑车行驶使用的实际情况来看，氧化磨损是相当常见和普遍的，但是磨损程度也往往是最小的，一般来说不会造成零件性能的明显下降，这主要是由于如今的汽车零件生产制造工艺可以为零件提供一定的氧化磨损防护，不过仍需我们加以重视和注意[3]。

汽车零件的特殊介质腐蚀磨损，具体是指汽车零件在盐、碱、酸等特殊介质下，发生的腐蚀磨损，这种磨损的速度非常快，影响也非常大，尤其是在零件的摩擦运动过程当中，这些特殊介质的作用会进一步增加，给零件带来相当严重的磨损。

汽车零件的穴蚀，也可以被称之为气蚀，这指的是一种汽车零件在摩擦过程当中，与液体接触而发生的表面破坏，从磨损外观上来看，其主要呈泡沫海绵状穴坑或麻点状。在柴油机湿式缸套外壁中，我们便可以经常见到穴蚀，其原因是因为柴油机在运转的过程当中，活塞会因为侧向力对缸套造成撞击，并引起振动，这种振动会使得冷却水压发生波动，如果冷却水压波动比冷却水静压更高，便会产生气泡，如果水压波动比饱和蒸气压更高，气泡会爆裂，这会使水压发生更加剧烈的波动，可超过10 kHz，产生冲击破和微小的射流，最终使得缸套外壁浸蚀层逐渐脱落，出现穴蚀。

上面介绍了多种汽车零件磨损机理，不过在实际的汽车行驶使用过程当中，零件磨损的发生，往往不是某一种单一的机理造成的，而可能是多种机理共同造成的，这会使得汽车零件的模式发生叠加，磨损速度会更快，情况也更严重。

2 汽车零件的耐磨处理

汽车在行驶使用过程当中，其零件发生磨损是必然的，不过虽然磨损不可避免，但是我们却可以通过一些其他的措施，来增强零件的耐磨性，或是尽量减少其可能受到的磨损，这样一来便可以使其有效使用时间变得更长，不会在短时间内降低性能。

2.1 优化零件结构

在汽车设计与生产制造的过程当中，我们一方面要提高汽车结构整体的合理性，另一方面还要对其零件的结构进行优化，改善零件的工作、摩擦环境条件。例如，对于零件的材料、尺寸、形状、表面粗糙度、润滑状况等都要做出最佳的选择。在发动机方面，为了使其可以保持最佳的工况，可以应用自动调节和控制技术，并采用液力变速器，减小配合的动负荷[4]。

2.2 提高技术工艺

从零件生产、制造的角度出发，对各个环节进行控制与改进，提高其技术工艺，例如零件的尺寸精度、几何形状精度、微观几何特性、装配质量、零件动平衡等，都要有所提高，使其在具有最佳物理机械性能的同时，减少其可能受到的磨损。比如，在汽车零件的工作过程当中，由于其工作环境、功能作用的不同，其都有一个最佳的表面粗糙度，在一段时间的工作、运转、磨合之后，其表面会形成一个良好的工作微观几何形状，具有较高的稳定性、耐磨性，其生产、制造的技术工艺越好，最终的稳定性、耐磨性也就会更高。再者是气缸的网纹磨削，对初始粘着磨损具有非常好的预防作用，对零件表面进行喷钼、激光淬火、挤压、碳氮共渗等技术工艺加工，也可以有效提高其耐磨性。

2.3 科学行驶使用汽车

在汽车的行驶使用过程当中，驾驶员的驾驶操作、对汽车的维护保养以及对汽车情况的监控，也会在一定程度上影响到汽车零件的磨损情况。例如，汽车在行驶过程当中，如果工况不稳定，其零件发生磨损的速度就会更快，情况也会更严重，所以作为驾驶员必须要提高自己的驾驶技术技巧，尽量使汽车的工况保持稳定，减少其非稳定工况运行比例，从而减少零件磨损。其次，在汽车的日常行驶使用过程当中，要注意做好保养维护工作，根据时间或是里程数定期进行保养维护，最好是能适当地提前保养维护时间或是缩短保养维护里程数，不需要非等到逼近“临界点”再做保养维护。在保养维护过程当中，作为专业人员，必须要对所有的易损零件进行全面的检查，改善其工作环境条件，尽量消除可能加重磨损的因素，延长零件的安全使用寿命。除此之外，还可以将现代信息化技术整合到汽车的生产与制造过程当中，实现对汽车零件的全方位监控，动态反映零件的运行状态和磨损情况，以便及时地保养维护或更换，防止事故发生[5]。

3 汽车零件的磨损修复

对于已经发生了明显磨损的零件，我们可以对其进行更换，但是这么做成本是较高的，而且不够绿色环保。有相关的研究已经指出，对部分磨损的汽车零件进行科学的修复，其完全能够达到正常的性能状态，所以我们可以对汽车零件进行磨损修复，这样可以降低成本，另一方面还可以提高汽车使用的绿色环保性。

汽车零件的磨损修复具体分为以下几种方法：（1）局部修理法，即对发生了磨损的零件进行局部性修理、调整，具体来说局部修理法又包括换位法、尺寸法等，简单来说也就是对零件进行换位和尺寸调整等操作，使其可以再次投入正常的使用。（2）焊修法，即对发生了磨损的零件进行焊接微信，如破裂、裂纹等，便可以通过此方法实现有效的修复，不过这对操作的技术要求较高。（3）粘结法，这种方法主要用于修复车身零件，修复粘结强度不是非常高，主要依靠物理吸附，用于简单的连接。（4）电镀法，该方法的基本作用原理是直流电解，金属与基体金属之间，能够实现相互之间的结合，较为牢固，而且耐磨性较好，不过这种方法对于体积过小的汽车零件来说，不是非常的适用。（5）热喷涂法，该方法是高温雾化材料后沉积在零件表面，实现对零件的磨损修复，主要在轴或导轨等零件的磨损修复上较为适用。