表面處理與磨潤學

在銷盤式(pin-on-disk)試驗中,對硬度 H = 2.0 GPa 的銷施加50 N的正向負荷,滑動1.0 km的距離。以Archard磨耗方程式 V = KWL/H、無因次磨耗係數 K = 1.0×10⁻⁴ 計算時,銷的磨耗體積與負荷變為2倍時磨耗體積的變化,正確的組合為下列何者?

  1. A約2.5×10⁻³ mm³,負荷變為2倍時約變為2倍
  2. B約2.5 mm³,負荷變為2倍時約變為2倍
  3. C約2.5 mm³,只要表觀接觸面積相同,負荷變為2倍也不變
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正確答案:B. 約2.5 mm³,負荷變為2倍時約變為2倍

V = KWL/H = 1.0×10⁻⁴×50×1000/(2.0×10⁹) = 2.5×10⁻⁹ m³ = 2.5 mm³。Archard方程式假設與真實接觸面積 W/H 成正比數目的接觸點,以與滑動距離成正比的次數產生磨耗碎屑,因此磨耗體積與負荷及滑動距離成正比,與硬度成反比。負荷變為2倍時,即使表觀接觸面積相同,真實接觸面積也變為2倍,所以磨耗體積也約變為2倍。約2.5×10⁻³ mm³是把滑動距離當成1而不是1000 m計算的值。K依磨耗機制與條件,在約10⁻⁸到10⁻²之間大幅變化,因此要以實驗求得。

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