耐磨性测试

2025-03-29 微析研究院 金属力学性能检测

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金属耐磨性测试是评估材料在摩擦、磨损工况下性能的关键检测项目，主要测定材料表面抵抗磨损的能力及使用寿命。测试方法包括销盘磨损试验、橡胶轮磨耗试验、往复摩擦试验等，适用于钢铁、合金、涂层等各类金属材料。该测试通过模拟实际工况，量化磨损量、摩擦系数等参数，为机械零部件选材、表面处理工艺优化提供数据支持，广泛应用于汽车、航空航天、工程机械等领域。

金属耐磨性测试项目介绍

金属耐磨性测试属于材料表面性能检测范畴，通过模拟材料在特定摩擦条件下的磨损行为，评估其抗磨损失效能力。测试系统可精确控制载荷、转速、温度等参数，复现实际工况环境。

检测对象涵盖基础金属材料（如铸铁、铝合金）、表面处理层（如镀层、渗氮层）、金属基复合材料等。测试结果直接影响零部件的使用寿命设计。

现代测试设备配备三维形貌仪、电子天平等精密仪器，可同时测定体积磨损量、质量损失、表面粗糙度变化等多维度数据。

金属耐磨性测试项目种类

1、销盘式滑动磨损试验（Pin-on-Disk）：适用于评估材料在单向滑动摩擦下的耐磨性能

2、往复式摩擦磨损试验：模拟交变载荷下的磨损行为，常用于检测导轨、活塞环等部件

3、橡胶轮磨耗试验（Taber试验）：通过旋转磨轮测定材料抗磨粒磨损能力

4、微动磨损试验：检测接触面微小振幅振动引起的磨损

5、高温磨损试验：测试材料在200-1000℃环境下的耐磨特性

金属耐磨性测试所需样品

1、标准试样：通常为φ30×10mm圆盘或10×10×30mm长方体，表面粗糙度Ra≤0.4μm

2、实际工件：需提供配对摩擦副（如轴套与轴），保持原始装配尺寸

3、涂层样品：基体尺寸需满足夹具要求，涂层厚度≥20μm

4、特殊形状样品需提前沟通，最小测试面积应＞4×4mm

金属耐磨性测试方法步骤

1、预处理：试样酒精超声清洗→干燥→初始质量/尺寸测量

2、参数设置：根据标准设定载荷（10-500N）、滑动速度（0.1-2m/s）、摩擦距离（500-5000m）

3、环境控制：温度（室温至800℃）、湿度（30-90%RH）、润滑条件（干摩擦/油润滑）

4、试验运行：实时记录摩擦系数曲线，监测异常振动

5、后处理：磨损表面SEM观察→磨痕三维轮廓分析→磨损量计算

金属耐磨性测试依据标准

1、ASTM G99-17 销盘法磨损试验标准

2、ISO 20808:2017 微动磨损测试方法

3、GB/T 12444-2022 金属材料磨损试验方法

4、ASTM G133-05 线性往复摩擦试验标准

5、JIS H8503:2012 金属镀层耐磨性试验方法

6、DIN 50322-2016 滑动磨损试验规范

7、GB/T 3960-2016 塑料滑动摩擦磨损试验方法（适用于金属复合材料）

8、ASTM G65-16 橡胶轮磨粒磨损试验标准

9、ISO 18535:2016 硬质涂层耐磨性评定

10、SAE J2522-2013 汽车制动材料耐磨性测试

金属耐磨性测试服务周期

常规测试周期5-7个工作日，含：

1、样品预处理（1工作日）

2、设备调试（0.5工作日）

3、试验运行（1-3日，视测试距离而定）

4、数据分析（1-2工作日）

复杂工况测试（如高温真空环境）需延长3-5日，批量样品可并行处理缩短周期。

金属耐磨性测试应用场景

1、汽车行业：发动机缸套、变速箱齿轮、刹车盘耐磨性能验证

2、工程机械：液压柱塞泵摩擦副、斗齿涂层寿命评估

3、轨道交通：轮轨材料匹配性测试、受电弓滑板磨损分析

4、模具制造：冲压模具表面处理工艺对比测试

5、核电领域：主泵机械密封材料辐照环境耐磨性验证

6、3D打印：金属增材制造件摩擦学性能评价