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如何測量磨損材料表面粗糙度、磨損度？
在機械學(xué)中，粗糙度指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。它是互換性研究的問題之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。表面粗糙度與機械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關(guān)系，對機械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。
常用的磨損表面形貌觀察手段有體視顯微鏡、掃描電鏡, 但不具備表面形貌特征的數(shù)字化描述功能;常用的粗糙度測量手段有干涉儀、粗糙度儀等,但是不能對磨損表面形貌進行觀察。先進的磨損表面形貌分析、表征設(shè)備要求在觀察到磨損表面形貌的同時能得到準確的表面形貌數(shù)據(jù)以便能進行進一步的分析。而三維激光共聚焦顯微鏡（三維形貌輪廓測量儀）的出現(xiàn)彌補了這一缺陷, 同時具備磨損形貌觀察以及數(shù)字化描述的功能, 能方便、準確地對磨損表面形貌進行深入研究 。粗糙度是數(shù)字化描述磨損表面形貌特征的常用的一些參數(shù),都可以通過調(diào)整配置即可對磨損表面粗糙度特征進行描述, 在此基礎(chǔ)上對不同磨損形態(tài)的磨損表面形貌進行分析。
磨損是材料常見的表面失效現(xiàn)象,粗糙度是數(shù)字化描述材料磨損表面形貌特征的常用參數(shù)。采用三維表面形貌掃描儀能夠得到材料磨損表面的真實形貌, 同時能夠?qū)δp表面三維(3D)形貌特征進行數(shù)字化描述。對常見的粗糙度值范圍內(nèi)的磨損表面采用相應(yīng)物鏡掃描測量比較合適;粗糙度小于一定范圍的磨損表面宜采用相對應(yīng)物鏡;粗糙度大于一定范圍的宜采用小倍率物鏡。對比較規(guī)則的磨損表面, 采用幾個物鏡視場疊加掃描即可得到比較的粗糙度值;對于不太規(guī)則的磨損表面, 則需要物鏡視場疊加掃描。借助這一手段, 采用上述優(yōu)化參數(shù)對一些冷軋輥材料磨損各階段試樣表面形貌及粗糙度輪廓曲線進行表征、分析, 效果較好。