防腐陶瓷涂層磨損失效機制分析

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KN17涂層在不同滑動速度可以發現隨著滑動速度的增大,涂層磨痕的寬度增大,磨痕表面越來越粗糙。對磨痕進行EDS線掃描,發現隨著滑動速度的增大,涂層磨痕表面的O含量增加,表明氧化現象加劇。這是由于在摩擦過程中滑動速度越快涂層產熱越嚴重,涂層越容易氧化。

涂層在0.1 m/s滑動速度時磨痕較窄且較淺,未觀察到明顯的塑性變形,磨痕表面以微犁溝和微剝落坑為主。在滑動磨損過程中Si3N4對磨副首先對CoCr粘結相進行磨損,粘結相硬度較低,因而很容易被對磨副移除。當粘結相移除后,WC硬質顆粒暴露出來與對磨副發生摩擦,進而發生部分脫落。在0.15 m/s滑動速度下,涂層磨痕表面可觀察到粘著特征,表明隨著滑動速度的增大,熱效應明顯,從而發生粘著磨損。同時磨損過程中剝落的WC顆粒一部分被對磨副擠出,另一部分充當接觸表面的三體研磨顆粒從而加劇涂層的磨損。

因此在0.15 m/s滑動速度下涂層磨損失效機制主要以磨粒磨損和粘著磨損為主。在0.2 m/s滑動速度時,可以觀察到涂層發生剝落現象。這是由于在滑動摩擦磨損過程中產生了剪切應力,涂層在剪切應力的反復作用下發生疲勞磨損導致剝落。此外,可以觀察到涂層發生了更加嚴重的粘著磨損。因此在0.2 m/s滑動速度下涂層的磨損失效形式除磨粒磨損和粘著磨損外,還包括疲勞磨損導致的涂層剝落�？梢园l現標記A處的涂層表面有Si3N4對磨副上的材料轉移現象。因此涂層在不同滑動速度下的摩擦磨損失效機制包括3種:磨粒磨損、粘著磨損和疲勞磨損。