复合梯度膜层摩擦磨损性能研究.pdf

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1、Vol.33No.9铸造技术Sep.2012FOUNDRYTECHNOLOGY··1025复合梯度膜层摩擦磨损性能研究1121，3张会霞，杨建明，冯光光，卢龙(1.淮海工学院机械工程学院，江苏连云港222005；2.江苏科技大学材料学院，江苏镇江212003；3.重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400044)摘要：应用离子渗氮与多弧离子镀复合技术，在40Cr基体上制备Ti0.33Al0.67N复合膜层，对梯度Ti0.33Al0.67N膜层与其他膜层的摩擦磨损性能进行了研究与对比。结果表明，Ti0.33Al0.67N膜

2、层具有良好的耐磨损性能，是适合在高温环境下采用的耐磨涂层。关键词：复合梯度膜层；摩擦磨损性能；Ti0.33Al0.67N中图分类号：TG174文献标识码：A文章编号：1000鄄8365(2012)09鄄1025鄄03ResearchonFrictionandWearPropertiesofCompositeGradientFilm1121，3ZHANGHuixia,YANGJianming,FENGGuangguang,LULong(1.CollegeofMechanicalEngineering,HuaihaiInst

3、ituteofTechnology,Lianyungang222005,China;2.CollegeofMaterials,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China;3.StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract：TheTi0.33Al0.67Ncompositecoatingon40Crmatr

4、ixwaspreparedusingionnitridingandmulti-arcionplatingtechnology.ThefrictionandwearpropertiesofthegradientTi0.33Al0.67Ncoatingwerestudiedandcomparedwiththatofothercoating.TheresultsshowthattheTi0.33Al0.67Nfilmpossesgoodfrictionandwearproperties,issuitableinhightemp

5、eratureenvironmentaswearresistancecoating.Keywords：compositegradientfilm;frictionandwearproperties;Ti0.33Al0.67N对产生失效的机械零件进行统计分析发现，部件在工件表面镀覆梯度Ti0.33Al0.67N陶瓷膜层，从而的表面是产生失效的主要部位。在机械零件的工作过使工件具有高硬度及高耐磨性，Ti0.33Al0.67N膜层的高耐程中，80%的机械故障来自于其表面的摩擦和磨损，为磨性基于2大因素，一是膜层的高硬度提高了工

6、件的硬了保证机械零件的正常运行，耐磨、耐腐蚀与抗疲劳是度；二是与基体的材质相关，基体材料的性能不同，其对零件最基本的要求［1~6］。对于正在运行中的相互啮合表面镀覆陶瓷Ti0.33Al0.67N膜层的耐磨行为不同。的两个齿面而言，其运行过程既包含滚动，又包括滑当基体的强度较高时，对膜层的支撑较好，不易使动。为了保障齿轮能够具有较高的寿命，齿轮表面应具膜层产生开裂或变形；当基体强度不够时，对膜层难以有比较高的硬度及良好的耐磨性［7~9］。起到有效的支撑作用，膜基结合力较差，使陶瓷Ti0.33Al0.67N膜层容易脱落。1实

7、验材料及方法由于摩擦磨损性能在一定程度上反映了材料的硬应用MM-W1A摩擦磨损试验机对梯度Ti0.33Al0.67N度及结合力等特性，因此，将梯度Ti0.33Al0.67N与单层膜层、单层Ti0.33Al0.67N膜层与只进行渗氮的40Cr基体进Ti0.33Al0.67N膜层和40Cr基体的摩擦磨损性能作对比，得出具有良好摩擦磨损性能的膜层。行摩擦磨损试验，比较各试样的摩擦系数与磨损量。对Ti0.33Al0.67N膜层进行不同载荷的摩擦磨损试验，进一步2摩擦磨损特性的对比分析其摩擦磨损性能。试验的主要参数为法向载荷图1显

8、示了3种试样在法向载荷10N，线速度为10~50N，线速度为50mm/s，转速200r/min，持续时间50mm/s时的摩擦系数对比曲线。可以看出，在同等试20min。验条件下，梯度Ti0.33Al0.67N的摩擦系数略低于单层Ti0.33Al0.67N膜层，且二者的摩擦系数都比只进行渗氮的收稿日期：2012鄄05鄄