知彼知己百戰不殆是磨損與抗磨設計的真諦

有沒有一種很棒的耐磨材料能在各個不同的環境工況條件下都表現出優良的性價比，也就是一桿槍能包打天下呢?咱“不差錢”。答案是：NO！欄主從業已近30年不知見過多少各路英雄豪杰。其中有西裝革履、戴著金絲邊眼鏡的博士、教授，有名片上印一堆嚇死人頭銜的名家、大腕，有手持蓋有鮮紅大印技術鑒定報告、獎勵證書在新聞發布會上聲嘶力竭、吐沫星橫飛的發明者，更有在那一旁煙圈中臉色詭異的商人。多少“趕超”、“創造”、“顛覆”、“震撼”，到頭來“白茫茫一片真干凈”。如今水泥耐磨材料行業消耗最大的還是那么幾個傳統品種。你不服這幾個老品種還真不行，關鍵是你如何“知人善任”將合適的材料輔以合適的工藝用在合適的場合。可不能把美軍參聯主席布萊德雷評價朝鮮戰爭：“在一個錯誤的地方、錯誤的時間、同錯誤的敵人打了一場錯誤的戰爭”的錯誤重犯。

　　上個月四川一個朋友來電話咨詢一個問題：為什么在別處用的很好的材料換個地方怎么就不行了呢?其實欄主這些年沒少遇到這種提問。具體比如高錳鋼用在大錘頭或大顎板上破碎石灰石，高錳鋼以其優良的性能牢牢占據了主角;但用在小錘頭或小顎板上破碎同樣的石灰石，其性能就差遠了。若改成破砂巖、頁巖這些校正原料那就更一塌糊涂了。又比如過去磨機一倉襯板常用高錳鋼制作，白口鐵想都別想。但用在細磨倉高錳鋼襯板壽命有時竟不及白口鐵一半，而白口鐵價格卻往往又不及高錳鋼的一半。由于水泥行業朋友們對此不甚了解，訂貨時往往全磨各倉襯板一個價，給了許多不良耐磨材料廠商偷梁換柱、大撈油水的機會。瞧，欄主又在干“斷人財路”的事了，不過您以后還真得吃一塹長一智，對水泥企業來講花類似這種冤枉錢的地方還真不少。

　　說到朝鮮戰爭，不能不說說近代史上改變華人命運的二件大事：一為1964年原子彈爆炸，另一即為外軍史稱“清長之戰”的二次戰役。此戰役前，牛皮哄哄如好萊塢明星般的美軍統帥麥克阿瑟夸下圣誕節前回家的海口，成為日后世人笑柄。麥帥當年憑其死不改悔的天生樂觀派情報處長威樂比的錯誤情報：將埋伏在朝鮮崇山峻嶺中日后稱為“萬歲軍”的三十八軍等六個頭等主力王牌軍，誤判為僅數萬人的“志愿者”農民“烏合之眾”，認為“不是一只不可侮的軍隊”。豈知那可是幾十萬從抗戰起就跟日寇一招一試練出來，直至解放戰爭，鐵流橫掃美械蔣軍從白山黑水直到海南島的虎賁之師啊。戰事一開，一支支從美國獨立戰爭中走出來的戰功卓著、大名鼎鼎的二戰王牌部隊：如騎一師、北極熊團等，稀里糊涂的便被排山倒海、山呼海嘯般的志愿軍送上了不歸之路。戰后美國國會議員凄凄慘慘、繞口令似的評價到：我們以為什么都知道，其實我們什么都不知道，而敵人什么都知道，于是戰斗打響了……

　　軍人不明白什么是“知彼知己 百戰不殆”是要吃大虧的。《孫子兵法》這部誕生于春秋未期的軍事寶典，至今英譯本就達十七種之多，是中華民族文化遺產中的璀璨瑰寶，被全世界奉為“兵法圣典”。它的博大精深早已超越時空、地域、種族、文化，為各國軍事乃至競爭中的各行各業指點迷津。其中《謀攻篇》講的就是：“知彼知己 百戰不殆”，這一千古哲理，常讀常品常有醍醐灌頂之感，今天它同樣是耐磨材料工作者打開自然科學大門的一把鑰匙。

　　說到這里，朋友們想必已經理解了要搞好抗磨損，關鍵是先搞清楚磨損的道理。只有清楚了解磨損的類型、量級、失效方式才能正確選擇應對材料及配套工藝，真正做到“對癥下藥，藥到病除”。

　　下面我們先大概敘述一下磨損的種類及大致磨損失效機理。

　　摩擦是由運動所造成的，而運動是人類社會自然界生存和發展的基本要素，摩擦產生的后果是磨損。據不完全統計世界能源的1/3消耗于摩擦磨損，80%的機器零件失效是磨損引起的。

　　磨損一方面造成驚人的浪費，另一方面截止目前尚無法對其進行準確量化及確切定義。英國機械工程師協會曾經給了一個“咸不咸淡不淡”的定義：由于機械作用而造成物體表面材料的逐漸損耗。其實磨損遠比英國人描述復雜的多，前蘇聯赫魯曉夫、中國西安交大的周慶德等均有各自的表述，都有側重但又都意猶未盡，在此只有仁者見仁、智者見智了。

　　磨損按機制分，目前業界大多認同分為以下幾大類：即磨料磨損、沖擊磨損、滑動磨損、接觸疲勞磨損，微動磨損、沖蝕磨損、粘著磨損及磨蝕磨損，也有將電火花侵蝕算為一類。但在實際情況中磨損往往是多機制共同作用的結果，其中磨料磨損占所有磨損造成損失的50%以上，在水泥工業中大多以磨料磨損為主要磨損方式。

　　磨料磨損(磨粒磨損)英文為Abrasive Wear英國有一本著名的創刊于1957年的專業刊物就叫《Wear》(磨損)。犬子盧鵬目前就讀于美國著名的普渡大學材料工程系，主攻納米金屬耐磨材料專業。目前課余正在翻譯該刊自1957創刊以來到十七屆世界耐磨材料大會論文集中水泥耐磨材料相關文章。一旦成型便奉獻給多年支持鄭州鼎盛公司發展的朋友們。好，讓我們言歸正傳。

　　磨料磨損的定義是指：磨粒或硬的微凸體與表面材料相互作用過程中造成材料表面損耗的過程。比如機械零件與礦石、砂、土、熟料、煤等相互運動摩擦所造成的磨損。

　　磨料磨損是一個很復雜的課題，這方面文獻隨便哪個都跟磚頭似的。欄主無奈只能揀稠的撈，搞點快餐什么的填填肚子。

　　我們把磨料磨損簡化成一個極其簡單的模型，即當一個磨粒(可以是砂石、熟料、煤等)在外力作用下壓在材料如襯板表面。這個壓力P可以分為法向力N和切向力F。法向力使磨料壓入表面，壓力越大壓入越深。切向力使磨料向前推進產生犁削，犁削產生的金屬溝叫犁溝,當犁屑從母體剝離時，磨損就發生了。

　　這是不是有點生澀?能否用一個生活案例來比方呢?哦，有了!農民犁地：犁地要先把犁鏵尖扎入土中，要想犁的深就要用力將犁尖往下扎(也就是加大法向力N)，而后鞭打老牛奮力前行(也就是加大切向力F)，泥土一塊塊被犁起，留下一道道深深的犁溝……

　　這里還有幾點小啟示：

　　假如泥土很松軟，那么農民和牛用同樣力可以犁的更深、更多，這塊地這時就好比是低硬度鋼，如高錳鋼。

　　假如泥土嚴重板結、土壤堅硬，那么農民和牛用同樣力犁的就淺、就少，這塊地這時就好比是高硬度鋼，如中鉻鋼。

　　假如泥土中混有大量石塊，那么農民和牛用同樣力犁的就更淺、更少，還有可能損壞犁鏵，這塊地這時就好比是含有高硬質相的高硬度材料，如高鉻鑄鐵。

　　假如泥土變成水泥，水泥中還有鋼筋，那么農民和牛就都該餓死了，這塊地這時就好比是鎢鈦合金，是“大金牙”超級錘頭中的骨架。

　　這是一個非常通俗的比方，實際磨損機理要比這復雜的多。

　　我們知道了磨損與抗磨就象一對戰爭中的進攻方與防守方，一方只有對另一方“明碉暗堡，兵力部署，火力配置”搞的一清二楚，才有可能穩操勝券，這講以闡述磨損機理為主，下講我們將跟朋友們分享抗磨設計。請看下講《知彼知己 百戰不殆是磨損與抗磨設計的真諦—抗磨篇》 

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