瓷球同金屬球一樣，由于工作特性比較復雜，所以其磨損過程比較復雜，是一綜合磨損，不同的是金屬球塑性好，而瓷球脆性大，其磨損機理是不同的。瓷球的磨損機理直接與瓷球的力學性能、顯能結構和在球磨機中的運動狀態相關。因此，對瓷球磨損進行分析，弄清它的磨損過程與其自身的特性及工況條件的聯系，為指導制定使用工藝參數、合理選材和科學地研制耐磨性更好、性價比更高的瓷球提供依據。以下是對球磨機磨球零件的受力分析。

一、 瓷球的磨損分析

1、瓷坯的工作特性

瓷球的工作特性是比較復雜的，從瓷球在球磨機中的運動狀態分析，瓷球與瓷球、襯板與磨料之間相互作用的方式有3種。①撞擊：瓷球由高處拋落，砸在磨料以及其他球和襯板上發生撞擊；②滑動：由于球磨機的速度大于瓷球、磨料的速度，瓷球與磨料、球與球以及球與襯板之間產生相對滑動；③滾動：由于球磨機的旋轉，瓷球總是不停地滾動。

2、球的磨損形貌

相互接觸物體的表面相對運動過程中，其物質發生不斷損失的現象稱為磨損。磨損是瓷球消耗的主要形式。

瓷球的磨損形貌分析包括宏觀形貌分析和微觀形貌分析。宏觀形貌分析的內容有：瓷球磨損的均勻性，是否有破碎的情形。失圓表明瓷球的密度不均勻，破碎表明瓷球內部存在嚴重的缺陷或脆性大、抗沖擊能力差。瓷球正常的磨損是由大球磨成水球，球一直保持圓形。利用掃描鏡對瓷球磨損面進行微觀形貌分析，如對犁溝、切削溝槽、晶粒脫落、疲勞剝落、凹坑、裂紋等的分析。瓷球磨損微觀形貌的分析對瓷球磨損機理的研究是很有意義的。/3、瓷球的磨損機理

瓷球的磨損既不同于摩擦、滑動磨損，又不同于磨料、沖蝕、疲勞磨損，其是一種綜合的磨損。瓷球主要以磨料磨損為主其次為沖蝕、疲勞磨損。瓷球的磨損有兩種過程，一種是由塑性變形引起的磨損過程，另一種是斷裂引起的磨損過程。

（1）由塑性變形機制引起的磨損過程。當磨料與韌性較好的瓷球表面接觸時，主要發生兩種直接磨損過程。①犁溝：瓷球表面受磨料的擠壓、滑動而形成的痕跡，磨痕細而深；②微觀切削：瓷球在磨料的作用下發生如刨削一樣的切削過程，磨痕寬而平，如圖1所示。

（2）由斷裂機制引起的磨損過程。這種磨損過程對脆性大的瓷球和晶粒尺寸較大的瓷球，或在尺寸較大的孔洞處是普通存在的。沿晶脫落和穿晶脫落就是由斷裂機制引起的磨損過程，瓷球的磨損面有凹抗，孔洞口緣為喇叭狀，如圖2所示。

在球磨機中瓷球運動上升階段的相對滑動、滾動過程中，產生塑性犁溝和微觀切削，在瓷球拋落沖擊過程中，出現脆性晶粒脫落。因此可以根據瓷球的磨損機理，推斷瓷球在球磨機中的運動狀況，為調整球磨機的運動參數提供參考。

在磨損過程中，無論瓷球的韌性好還是脆性大，都可能同時發生塑性變形和脆性斷裂兩種機制，只是由于磨損的工況條件及瓷球的材料特性不同，某一機制所占的主導地位而不同，并且常常隨條件的變化發生一種機制向另一機制的轉變。

4、瓷球的耐磨性

耐磨性是衡量瓷球質量好壞的一項重要指標。瓷球的耐磨性與自身材料的力學性能、顯微結構的協同作用有著密切的關系，即與其內部因素有關。近年來，人們對此進行了大量研究。

瓷球的力學性能對耐磨性的影響主要包括彈性模量E、硬度H、斷裂韌性K1c。斷裂韌性對其耐磨性的影響特別，因為瓷球脆性大、韌性差，這是其最大弱點。一般來說，高的斷裂韌性能使材料抵抗由外力引起的斷裂，高硬度有利于抗磨損，低的彈性模量對由于磨料引起的顯微應變而有助于產生較低的應力。例如氧化鋯瓷的韌性好，所以它的耐磨性就好

瓷球的顯微結構與力學性能有密切的關系，從而它對瓷球的耐磨性也有重要的影響。瓷球顯微結構的內容包括晶粒的尺寸、形貌和取向，孔洞尺寸、形狀和分布，第二相的物理性質，裂紋的尺寸、形狀，以及晶界的組分、結構和形態等。瓷球顯微結構因素對其耐磨性的影響不是孤立的，而是共同影響、協同作用。顯微結構對于瓷球的耐磨性影響的基本規律一般可分為兩類：①顯微結構的尺寸小于磨料壓入深度。在這種情況下，顯微結構主要對其宏觀性能（包括裂紋的產生）有明顯影響。②顯微結構的尺寸等于或大于磨料壓入深度。在這種情況下，顯微結構中的單獨相及組元的重要性才顯得格外突出。晶粒越小，瓷球的耐磨性越小，瓷球內部缺陷會使磨損過程更易產生晶粒剝落、開裂，從而大大降低了耐磨性。隨著瓷球主晶相百分含量增加，瓷球的耐磨性一般會相應提高。

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