Истирание (механическое)

Процесс износа поверхности

Шероховатость поверхности, возникающая в результате абразивного износа шпинделя.

Истирание — это процесс потертости, царапания, износа, повреждения или стирания. Его можно намеренно нанести в контролируемом процессе с использованием абразива . Истирание может быть нежелательным эффектом воздействия обычного использования или воздействия стихий.

В обработке камня

Древние художники, работая с камнем, использовали абразив для создания скульптур. Художник выбирал плотные камни, такие как карбонит и наждак, и последовательно натирал их относительно более мягких камней, таких как известняк и гранит. Художник использовал различные размеры и формы абразивов или поворачивал их различными способами во время трения, чтобы создать эффекты на поверхности более мягкого камня. Вода непрерывно лилась на поверхность, чтобы уносить частицы. Абразивная техника в обработке камня была долгим, утомительным процессом, который при терпении приводил к созданию вечных произведений искусства из камня.

Модели

Уравнение Арчарда представляет собой простую модель, используемую для описания износа скольжения, и основано на теории контакта неровностей . ^[1]

${\displaystyle Q={\frac {KWL}{H}}}$

где:

Q — общий объем образующихся продуктов износа.

К — коэффициент износа

W — общая нормальная нагрузка

L — расстояние скольжения

H — твердость самых мягких контактирующих поверхностей.

K получается из экспериментальных результатов и зависит от нескольких параметров. Среди них качество поверхности, химическое сродство между материалами двух поверхностей, процесс поверхностной твердости, теплопередача между двумя поверхностями и другие.

Стойкость к истиранию

Устойчивость материалов и конструкций к истиранию можно измерить различными методами испытаний . ^[2] Они часто используют определенный абразив или другие контролируемые средства истирания. В условиях испытания результаты могут быть сообщены или могут быть сравнены с предметами, подвергнутыми аналогичным испытаниям.

Такие стандартизированные измерения могут производить две величины: скорость истирания и нормализованную скорость истирания (также называемую индексом сопротивления истиранию ). Первая величина представляет собой количество массы, потерянной за 1000 циклов истирания. Вторая величина представляет собой отношение первой величины к известной скорости истирания для некоторого конкретного эталонного материала. ^[3]

Одним из типов приборов, используемых для получения скорости истирания и нормализованной скорости истирания, является тестер истирания и скраба, который состоит из механического рычага , жидкостного насоса и программируемой электроники. Машина проводит механическим рычагом с прикрепленной щеткой (или наждачной бумагой, губкой и т. д.) по поверхности испытываемого материала. Оператор устанавливает заранее запрограммированное количество проходов для получения повторяемого и контролируемого результата. Жидкостный насос может подавать моющее средство или другие жидкости в механический рычаг во время испытания для имитации стирки и других обычных применений. ^[4]

Использование соответствующих смазок может помочь контролировать истирание в некоторых случаях. Некоторые предметы могут быть покрыты износостойким материалом. Иногда контроль причины истирания является вариантом.

Стандарты

Американское общество по испытанию материалов (ASTM)

• Метод испытания ASTM B611 на абразивную износостойкость твердых сплавов ^[5]
• Стандартный метод испытаний ASTM C131 на устойчивость к деградации мелкозернистого крупного заполнителя при истирании и ударе в машине Лос-Анджелеса ^[6]
• Стандартные методы испытаний ASTM C448 на стойкость к истиранию фарфоровых эмалей
• ASTM C535 Стандартный метод испытаний на устойчивость к деградации крупнозернистого заполнителя под воздействием абразивного износа и удара в машине Лос-Анджелеса ^[7]
• ASTM C944 Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию бетонных или строительных поверхностей методом вращающегося резака
• ASTM C1027 Стандартный метод испытаний для определения видимой стойкости к истиранию глазурованной керамической плитки
• ASTM C1353 Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию объемного камня, подвергаемого пешеходному движению, с использованием вращающейся платформы, двухголовочной абразивной машины
• ASTM D968 Стандартные методы испытаний на стойкость органических покрытий к истиранию падающим абразивом
• ASTM D1630 Стандартный метод испытаний свойств резины — стойкость к истиранию (обувной абразив) ^[8]
• ASTM D2228 Стандартный метод испытаний свойств резины – Относительная стойкость к истиранию методом пико-абразива ^[9]
• ASTM D3389 Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию тканей с покрытием (истирающая машина с вращающейся платформой) ^[10]
• ASTM D4060 Стандартный метод испытания на стойкость к истиранию органических покрытий с помощью абразива Табера ^[11]
• ASTM D4158 Стандартное руководство по стойкости к истиранию текстильных тканей], ^[12]
• ASTM D4966 Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию текстильных тканей
• Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию печатной продукции ASTM D5181 с использованием комплексного испытательного прибора на истирание GA-CAT
• ASTM D5264 Стандартная практика для определения стойкости к истиранию печатных материалов с помощью тестера на истирание Sutherland ^[13]
• ASTM D5963 Стандартный метод испытаний свойств резины — стойкость к истиранию (вращающийся барабанный абразивный станок) ^[14]
• ASTM D6279 Стандартный метод испытаний на стойкость к истиранию и царапинам высокоглянцевых покрытий
• ASTM D7428 Стандартный метод испытаний на устойчивость мелкого заполнителя к разрушению под воздействием абразива в аппарате Micro-Deval
• ASTM F1486 Стандартная практика определения стойкости к истиранию и смазыванию изображений, полученных с помощью офисной продукции
• ASTM F1978 Стандартный метод испытаний для измерения стойкости к истиранию металлических термически напыляемых покрытий с использованием абразива Табера ^[15]
• ASTM G56 Стандартный метод испытаний абразивности пропитанных чернилами тканевых принтерных лент и других рулонных материалов ^[16]
• Стандартный метод испытаний ASTM G65 для измерения абразивного износа с использованием прибора с сухим песком/резиновым колесом ^[17]
• Стандартный метод испытаний ASTM G75 для определения абразивности пульпы (число Миллера) и реакции материалов на абразивный износ пульпы (число SAR) ^[18]
• Стандартный метод испытаний ASTM G81 для испытания на абразивный износ при резке щековой дробилкой ^[19]
• Стандартный метод испытаний ASTM G99 для испытания на износ с использованием прибора «штифт-диск» ^[20]
• ASTM G105 Стандартный метод испытаний для проведения испытаний на истирание колес с мокрым песком/резиной ^[21]
• Стандартный метод испытаний ASTM G132 для испытания на абразивный износ штифта ^[22]
• ASTM G171 Стандартный метод испытания твердости материалов к царапинам с использованием алмазного стилуса ^[23]
• ASTM G174 Стандартный метод испытаний для измерения стойкости материалов к истиранию с помощью абразивного контурного контакта ^[24]

ДИН

• DIN 53516 Испытание резины и эластомеров. Определение стойкости к истиранию ^[9]

ИСО

• ISO 4649 Каучук вулканизированный или термопластичный. Определение стойкости к истиранию с использованием вращающегося цилиндрического барабана ^[25]
• ISO 9352 Пластмассы. Определение стойкости к износу абразивными кругами ^[26]
• ISO 28080 Твердые сплавы. Испытания на истирание твердых сплавов ^[27]
• ISO 23794 Резина вулканизированная или термопластичная. Испытание на абразивный износ. Руководство ^[28]
• ISO 21988:2006 Чугуны износостойкие. Классификация
• ISO 28080:2011 Твердые металлы. Испытания на истирание твердых сплавов
• ISO 16282:2008 Методы испытаний плотных фасонных огнеупорных изделий. Определение стойкости к истиранию при температуре окружающей среды

АПБ

• JIS A 1121 Метод испытания на стойкость к истиранию крупного заполнителя с использованием машины Лос-Анджелеса ^[29]
• JIS A 1452 Метод испытания на истирание строительных материалов и частей строительных конструкций (метод падающего песка) ^[30]
• JIS A 1453 Метод испытания на истирание строительных материалов и частей строительных конструкций (метод абразивной бумаги) ^[31]
• JIS A 1509-5 Методы испытаний керамической плитки. Часть 5. Определение стойкости к глубокому истиранию для неглазурованной напольной плитки ^[32]
• JIS A 1509-6 Методы испытаний керамической плитки. Часть 6. Определение стойкости к истиранию поверхности глазурованной напольной плитки ^[33]
• JIS C 60068-2 Испытания на воздействие окружающей среды. Часть 2. Испытания. Тест Xb: Истирание маркировок и надписей, вызванное трением пальцев и рук ^[34]
• JIS H 8682-1 Методы испытаний на абразивную стойкость анодных оксидных покрытий на алюминии и алюминиевых сплавах. Часть 1. Испытание на износ колеса ^[35]
• JIS H 8682-2 Методы испытаний на абразивную стойкость анодных оксидных покрытий на алюминии и алюминиевых сплавах. Часть 2. Испытание абразивной струей ^[36]
• JIS H 8682-3 Методы испытаний на абразивную стойкость анодных оксидных покрытий на алюминии и алюминиевых сплавах. Часть 3. Испытание на абразивную стойкость при падении песка ^[37]
• JIS K 5600-5-8 Методы испытаний красок. Часть 5. Механические свойства пленки. Раздел 8. Стойкость к истиранию (метод вращающегося круга, покрытого абразивной бумагой) ^[38]
• JIS K 7204 Пластмассы. Определение стойкости к износу абразивными кругами ^[39]

Смотрите также

• Абразия (геология)  – процесс эрозии.
• Абразив  – грубый материал, используемый для придания формы или отделки предметов путем трения.
• Абразивоструйная обработка  – Метод маркировки или очистки поверхности.Pages displaying short descriptions of redirect targets
• Уравнение Арчарда  – модель, используемая для описания износа
• Эрозия  – естественные процессы, приводящие к удалению почвы и горных пород.
• Износ  – повреждение, постепенное удаление или деформация материала на твердых поверхностях.

Ссылки

1. Арчард, Дж. Ф. (1953-08-01). «Контакт и трение плоских поверхностей». Журнал прикладной физики . 24 (8): 981–988. doi :10.1063/1.1721448. ISSN  0021-8979.
2. "Методы абразивной обработки, доступные в ARDL". Архивировано из оригинала 2013-01-20 . Получено 2012-10-20 .
3. С. Гринько, «Объяснение свойств материалов» (2012), ISBN 1-4700-7991-7 , стр. 2. 
4. "Abrasion Scrub Tester для проверки стойкости к истиранию поверхностей с покрытием". www.byk.com . Получено 18 мая 2017 г.
5. "ASTM B611 - 13 Стандартный метод испытаний для определения стойкости к истиранию при высоких нагрузках твердых материалов". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
6. "ASTM C131 / C131M - 14 Стандартный метод испытаний на устойчивость к деградации мелкого крупного заполнителя при истирании и ударе в машине Лос-Анджелеса". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
7. "ASTM C535 - 16 Стандартный метод испытаний на устойчивость к деградации крупнозернистого заполнителя при истирании и ударе в машине Лос-Анджелеса". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
8. "ASTM D1630 - 16 Стандартный метод испытаний свойств резины — стойкость к истиранию (обувной абразив)". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г. .
9. "Методы абразивной обработки, доступные в ARDL". 20 января 2013 г. Архивировано из оригинала 20 января 2013 г. Получено 18 мая 2017 г.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
10. "ASTM D3389 - 16 Стандартный метод испытаний на стойкость тканей с покрытием к истиранию (истирание на вращающейся платформе)". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
11. "ASTM D4060 - 14 Стандартный метод испытаний на абразивную стойкость органических покрытий с помощью абразива Табера". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
12. "ASTM D4158 - 08(2016) Стандартное руководство по стойкости к истиранию текстильных тканей (равномерное истирание)". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г. .
13. "ASTM D5264 - 98(2011) Стандартная практика для определения стойкости к истиранию печатных материалов с помощью тестера Sutherland Rub Tester". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
14. "ASTM D5963 - 04(2015) Стандартный метод испытаний свойств резины — стойкость к истиранию (вращающийся барабанный абразивный станок)". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
15. "ASTM F1978 - 18 Стандартный метод испытаний для измерения стойкости к истиранию металлических термически напыляемых покрытий с использованием абразива Табера". Архивировано из оригинала 2012-08-19.
16. "ASTM G56 Стандартный метод испытаний абразивности пропитанных чернилами тканевых принтерных лент и других рулонных материалов". astm.org . Получено 18 мая 2017 г. .
17. "ASTM G65 - 16 Стандартный метод испытаний для измерения абразивности с использованием прибора сухого песка/резинового колеса". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
18. "ASTM G75 - 15 Стандартный метод испытаний для определения абразивности шлама (число Миллера) и реакции материалов на истирание шлама (число SAR)". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г. .
19. "ASTM G81 - 97a(2013) Стандартный метод испытаний на абразивный износ при резке щековой дробилкой". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
20. "ASTM G99 - 17 Стандартный метод испытаний на износ с использованием прибора "штифт-диск". Архивировано из оригинала 2016-04-13.
21. "ASTM G105 - 16 Стандартный метод испытаний на абразивный износ колес с мокрым песком/резиной". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
22. "ASTM G132 - 96(2013) Стандартный метод испытаний на истирание штифта". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г. .
23. "ASTM G171 - 03(2009)e2 Стандартный метод испытаний на твердость материалов к царапинам с использованием алмазного щупа". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
24. "ASTM G174 - 04(2009)e1 Стандартный метод испытаний для измерения стойкости материалов к истиранию с помощью абразивного петлевого контакта". www.ASTM.org . Получено 18 мая 2017 г.
25. "Область аккредитации по ISO/IEC 17025:2005" (PDF) . 21 октября 2012 г. Архивировано из оригинала 21 октября 2012 г. Получено 18 мая 2017 г.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
26. "ISO 9352:2012 - Пластмассы. Определение стойкости к износу абразивными кругами". www.ISO.org . Получено 18 мая 2017 г. .
27. «ISO 28080:2011 — Твердые сплавы. Испытания на истирание твердых сплавов» . www.ISO.org . Проверено 18 мая 2017 г.
28. "ISO 23794:2003 - Резина вулканизированная или термопластичная. Испытание на абразивный износ. Руководство". www.ISO.org . Получено 18 мая 2017 г. .
29. "JSA Web Store - JIS A 1121:2007 Метод испытания на стойкость к истиранию крупного заполнителя с использованием машины Los Angeles". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г.
30. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
31. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
32. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
33. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
34. "JSA Web Store - JIS C 60068-2-70:2007 Испытания на воздействие окружающей среды - Часть 2: Испытания - Тест Xb: Истирание маркировок и надписей, вызванное трением пальцев и рук". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г.
35. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
36. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
37. "JSA Web Store-Message". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г. .
38. "JSA Web Store - JIS K 5600-5-8:1999 Методы испытаний красок - Часть 5: Механические свойства пленки - Раздел 8: Стойкость к истиранию (метод вращающегося круга, покрытого абразивной бумагой)". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г.
39. "JSA Web Store - JIS K 7204:1999 Пластмассы - Определение стойкости к износу абразивными кругами". www.webstore.JSA.or.jp . Получено 18 мая 2017 г.

Дальнейшее чтение

• «Процессы износа в производстве», Бадахур и Маги, ASTM STP 1362, 1999