[发明专利]材料磨损寿命预测方法、设备、和材料磨损测试装置

说明书

本发明公开一种材料磨损寿命的预测方法、设备和材料磨损测试装置。该方法包括设定测试条件的参数；获取材料在测试条件中的摩擦性能的数据和材料的失效临界硬度；对数据进行处理，得到材料的摩擦性能的变化关系；根据变化关系和失效临界硬度，计算材料的磨损寿命。该装置包括：基盘；磨片，磨片用于与样品进行摩擦，磨片被固定在基盘上；温度控制单元，用于控制测试环境的温度；压力控制单元，用于对样品施加恒定压力；平衡臂，平衡臂的一端与样品同轴线相连，通过调整平衡臂，改变样品在磨片上的摩擦角度；驱动单元，与基盘相连，用于控制基盘的转动速度和转动方向。本发明对材料磨损寿命进行准确预测，提高试验效率和试验经济性。

技术领域

本发明涉及一种材料磨损寿命的预测方法、设备和材料磨损测试装置。

背景技术

耐磨性是指材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力。磨损现象很常见，造成这一现象的原因很多有物理化学和机械方面的，主要由磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损构成。耐磨性几乎和材料的所有性能都有关系，而且在不同磨耗机理条件下，为提高耐磨性对材料性能亦有不同要求。很多产品在使用过程中需要与使用者直接接触，或者与其它物体发生反复摩擦及接触，这种多次重复接触可能造成产品表面磨损而影响产品外形美观甚至使用性能，因而这类产品的表面耐磨性能是一项重要质量指标，在产品的质量控制过程中，必须要对产品的表面耐磨性能进行测试。尤其对于诸如滚动件和摩擦件等在机械运转中经常使用的部件。由于它们是易损件，其磨损寿命是一个十分重要的指标。

通常，这些运动件是在实际使用中考查磨损寿命，但是为了验证试制产品的磨损寿命或在批量生产之前测定摩擦件或滚动件的磨损寿命，大多使用摩擦机来完成表面耐磨性能测试。摩擦机的原理为，通过与测试头的摩擦而产生磨损，通过计算磨损量，磨损深度等相关数据可以判断产品的表面耐磨性能。但是这种传统的测试很难模拟实际工况，因此测试和模拟结果的可靠性和准确性存在不足。因此，更无法根据少量的试验数据对材料磨损寿命进行准确预测，达到节约试验时间和成本的目的，来提高试验效率和试验经济性。

在改进的已知方案中，摩擦件的加载利用杠杆砝码系统来实现恒负载试验。但是该方案不能完全模拟真实工作环境下产品的磨损情况，如温度的变化对摩擦性能的影响；还有不同旋转方向对材料摩擦性能的影响。因此其结果存在很大的局限性并且准确性还有不足，不能实现对材料磨损寿命的准确预测，达到节约试验时间和成本来提高试验效率和试验经济性。

在另一已知方案中，利用恒温水浴装置模拟不同的温度和液体环境，并进行聚合物与对偶件的滚动摩擦磨损试验。但是该方案也不能完全模拟真实工作环境下产品的磨损情况，如不同旋转方向变化对摩擦性能的影响；还有不同摩擦角度对材料摩擦性能的影响。因此其结果存在很大的局限性并且准确性还有不足，不能实现对材料磨损寿命的准确预测，达到节约试验时间和成本来提高试验效率和试验经济性。

发明内容

为了解决现有技术不能很好的对材料磨损寿命进行准确预测的问题。本发明的实施例提供一种材料磨损寿命的预测方法、设备和材料磨损测试装置。本发明的材料磨损测试装置能够模拟真实工作环境下材料的磨损；本发明的材料磨损寿命的预测方法和设备能够根据少量的试验数据对材料磨损寿命进行准确预测，达到节约试验时间和成本的目的，提高试验效率和试验经济性。

根据本发明的第一方面，提供了一种材料磨损寿命的预测方法，该方法包括如下步骤：设定步骤，设定测试条件的参数；获取步骤，获取材料在测试条件中的摩擦性能的数据和材料的失效临界硬度；处理步骤，对数据进行处理，得到材料的摩擦性能的变化关系；计算步骤，根据变化关系和失效临界硬度，计算材料的磨损寿命。

根据本发明的第二方面，提供一种材料磨损寿命的预测设备，包括如下模块：设定模块，用于设定测试条件的参数；获取模块，用于获取材料在测试条件中的摩擦性能的数据和材料的失效临界硬度；处理模块，用于对数据进行处理，得到材料的摩擦性能的变化关系；计算模块，用于根据变化关系和失效临界硬度，计算材料的磨损寿命。