陶瓷涂层-钢的摩擦磨损性能研究
２００７年１月
第３２卷第ｌ期
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡ７ｎ０ＮＥＮｅＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｊａｎ．２００７
ＶｏｌＩ３２Ｎｏ．１陶瓷涂层／钢的摩擦磨损性能研究８
马静波李楠刘新佳安伟赵永武
（江南大学机械工程学院江苏无锡２１４１２２）
摘要：在室温，载荷４０，１８０，３２０Ｎ和速度１００，２００，３００ｒ／ｍｉｎ下，对二氧化钛涂层试件与Ｇｃｒｌ５钢进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验。结果表明：在油润滑的条件下，涂层的摩擦性能几乎都有很大的改善，摩擦因数呈下降的趋势，这与载荷所致的接触应力有关；在载荷一定的情况下，摩擦因数随着速度的增大而减小；在３００ｒ／ｍｉｎ的高速情况下，随着载荷的增大，圆盘的磨损量呈下降的趋势。针对摩擦磨损试验中圆盘磨损量出现的负增长，提出了一种滑动摩擦磨损机制，此模型可以很好地解释试验中所出现的现象。
关键词：ＴｊＯ：耐磨涂层；滑动速度；载荷；磨损机制
中图分类号：ＴＨｌｌ７．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４一０１５０（２００７）ｌ—０９９—３
ＳｔｕｄｙｏｎＦｒｉｃｔｉｏｎａｌａｎｄＷｅａｒＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｉｏ，／ＳｔｅｅｌＳｙｓｔｅｍ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｉ０２ｗｅａｒ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｏａｔｉｎｇ；ｓｌｉｄｉｎｇｓｐｅｅｄ；ｌｏａｄ；ｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ
工程陶瓷作为一种新型材料，由于具有高强度、高硬度及优良的高温性能和摩擦性能等特点，其应用范围正不断扩大…。目前用作耐磨用途的陶瓷涂层多为Ｗｃ—Ｃｏ涂层、Ａｌ：Ｏ，．Ｔｉ０：系列涂层等旧。。。二氧化钛单独作为耐磨涂层的应用鲜见报道。但是Ｔｉ０２粉末沉积效率高，与基体的粘结强度较高；涂层气孔率低，十分致密；硬度适中，莫氏硬度６级；涂层韧性好，又容易加工，可以磨削到很高的表面光洁度；尤其是ＴｉＯ，涂层的热扩散率随温度的升高而增大。涂层材料的热扩散率越大，其磨损率越小∞１，可见它非常有利于抗磨损。本研究作者的目的旨在通过进行摩擦、磨损试验，测出相关的摩擦参数，在确定摩擦副
＋基金项目：无锡市产学研项目（ＤＹ０５０００７）；江苏省自然科学基金项目（Ｂｌ（２００４０２０）；教育部回国人员启动基金项目（教外字留［２００４］５２７号）；江南大学重大基金项目（２０７０００．２１０５４２００）；清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金项目（ＳＫＩｍＭ一０６）．
收稿日期：２００６一０６—２３
作者简介：马静波（１９８１一），男，硕士研究生．Ｅｍａｉｌ：ｃｈｉＩｌａ—ｋｉｎ９３８５＠ｙａｈ００．ｃｏｍ．ｃｎ．的情况下选择合适的工作参数。
１试验
本试验在清华大学研制的球盘式摩擦磨损试验机上进行。摩擦系统由旋转的在钢材上喷有Ｔｉｏ：涂层的圆盘试件与静止的Ｃｃｒｌ５滚珠组成。大气等离子喷涂工艺见表１。圆盘的尺寸为拍９ｍｍ×７ｍｍ。试验用滚珠紧压在旋转的圆盘上，形成摩擦副。试验均在室温下进行，相对湿度为（５０±５）％。试验条件均为ＦＤ一７主轴油润滑。
试验前应用Ａｒｃｈｉｍｅｄｅ法测定涂层的表观气孔率为２％。应用ＭＨ一３型显微硬度计在５００Ｎ的载荷下测试了涂层的硬度，其值大致维持在ＨＶ６８５。
试验时载荷分别为４０，１８０，３２０Ｎ，速度分别为ｌｏｏ，２００，３００ｒ／ｍｉｎ。试验时，滚珠夹具与压力传感器相连接，夹具的端面紧压在传感器的触点，通过传感器的变换，放大器的放大将各瞬时的切向力，即摩擦力连续地记录在电脑中。滚珠与圆盘的失重由高精密天平测定，进而计算两者的磨损量及磨损速率。
万方数据