本论文采用MMW-2型微机控制环-盘式高温摩擦磨损试验机,研究了不同法向压力、滑动速度和烧结温度等几个因素对反应烧结Ti3SiC2材料与45钢和铜摩擦副的干摩擦磨损行为与机理的影响,试验中结合Ti3SiC2材料组织分析、X射线衍射分析、摩擦表面面SEM观察和EDS能谱分析,讨论了Ti3SiC2陶瓷材料在不同条件下的摩擦磨损机理,比较了不同烧结温度下Ti3SiC2材料的摩擦磨损性能的差别,为反应烧结Ti3SiC2材料作为摩擦副材料在不同工况下的应用和选材提供参考。 研究表明,随着法向压力和滑动速度的增加,摩擦热使Ti3SiC2材料的摩擦表面有膜样物生成,并逐渐增多,分析确定该膜样物主要为摩擦过程形成的氧化物。Ti3SiC2的摩擦系数与生成的氧化膜致密度有关,氧化膜越致密,其减摩作用越强,使摩擦系数减小。不同压力下,室温和高温下的磨损率变化大不相同,随着压力增大,室温下的磨损率先增大后减小,而高温下磨损率则陡增,是由于低温向高温转变时,磨损机理发生了变化。Ti3SiC2材料室温摩擦时的磨损以磨粒磨损为主,而高温时则以粘着磨损为主。 随着烧结温度的升高,Ti3SiC2的摩擦系数一直减小,磨损率呈先减小后增大之势,这是由于不同烧结温度下的Ti3SiC2材料的相组成及其各相含量不同,其中的TiC和C等杂质相影响了的Ti3SiC2的摩擦磨损性能。高纯Ti3SiC2材料与含60％TiC的Ti3SiC2材料随压力变化的摩擦系数和磨损率数值差别较大,TiC的硬度较大是造成这一差别的主要原因。 Ti3SiC2-铜摩擦副的摩擦系数要普遍小于Ti3SiC2-钢摩擦副的,是由于纯铜的硬度比45钢低,且在温度升高时铜的氧化要比钢容易,这样在摩擦过程中,铜容易生成较连续的氧化膜,使其摩擦系数减小。 在各种干摩擦状态下,Ti3SiC2材料有着较小摩擦系数和很低的磨损率,表现出了良好的摩擦学性能和优良的耐磨性。