论文部分内容阅读
TiN涂层具有硬度高、摩擦系数低、与钢材的热膨胀系数差异小以及耐粘着磨损性能优良等特点，被广泛用作刀具涂层。同时一般设备关键零件的磨损也是非常严重的，造成了大量的经济损失，TiN涂层作为关键零件的耐磨涂层也有一些应用。然而由于TiN涂层摩擦磨损过程中的复杂性，对TiN涂层的摩擦磨损机理研究还很少。本文运用电弧离子镀技术，分别在YG6合金和45钢表面沉积TiN涂层，然后分别在不同的载荷和转速下进行摩擦磨损试验，观察其摩擦现象，并对磨损后表面形貌进行观察，分析其摩擦磨损机理。试验结果表明：（1）YG6表面的TiN涂层的摩擦系数比YG6基体的摩擦系数降低了4%~21%，YG6表面的TiN涂层起到了有效的减小摩擦系数的作用。（2）45钢表面的TiN涂层的摩擦系数比45钢基体的摩擦系数增加了20%左右，45钢表面的TiN涂层没有起到减小摩擦系数的作用。（3）随着载荷的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的摩擦系数都逐渐减小；随着转速的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的摩擦系数都先减小再增大。（4）随着的载荷的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的磨损率都逐渐增大；随着转速的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的磨损率先减小再增大。（5）45钢表面的TiN涂层在高转速的情况下发生了破坏，摩擦系数出现了瞬间增大。本文对磨损后的TiN涂层的表面形貌进行了观察，分析其磨损机理，得出结论如下：（1）YG6表面的TiN涂层磨损机理，在低载荷作用下为磨粒磨损，在高载荷的作用下，出现了磨粒磨损和局部的疲劳磨损。（2）YG6表面的TiN涂层的磨损机理，在低转速时为磨粒磨损，在高转速时为磨粒磨损和局部的粘着磨损。（3）45钢表面的TiN涂层的磨损机理，在低载荷作用下为磨粒磨损，在高载荷作用下为磨粒磨损和粘着磨损共存。（4）45钢表面的TiN涂层的磨损机理，在低转速时为磨粒磨损，在高转速时为严重的粘着磨损。同时，在相关理论的基础上，对TiN涂层与基体的结合强度、摩擦以及磨损行为进行了分析，初步建立了一些简易的模型，解释了一些试验现象。