Si3N4和52100钢对磨副材料对CrN薄膜干摩擦学行为的影响

• 作者: 付志强 岳文 康嘉杰 朱丽娜 王成彪 王淑庆
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: CrN薄膜 组织结构 摩擦学性能 力学性能
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 材料研究
• 页码范围: 41-46
• 页数: 6页
• 分类号: TG115
• 字数: 3269字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/j.issn.1005-023X.2017.04.010

摘要

利用阴极电弧离子镀技术在316L不锈钢基体上制备了CrN薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪对CrN薄膜的形貌、成分和力学性能进行了表征.为了研究Si3N4和52100钢对磨副材料对CrN薄膜和316L不锈钢干摩擦行为的影响,在2N、5N、8N三种载荷下,将CrN薄膜和316L不锈钢基体与Si3 N4陶瓷球和52100钢球分别进行了往复式滑动干摩擦实验.采用扫描电子显微镜观察了磨痕的微观形貌,并对CrN薄膜和316L不锈钢基体的磨损机制进行了分析.结果表明:CrN薄膜表面平整,缺陷较少;CrN薄膜的纳米硬度约为28 GPa,弹性模量约为350 GPa;与Si3N4陶瓷球相比,CrN薄膜与52100钢球摩擦时摩擦因数相对较小(保持在0.7左右)且更加稳定;316L不锈钢的摩擦因数远大于CrN薄膜且波动较大;对磨球为Si3N4陶瓷球时,CrN薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损,伴有少量的氧化和黏着磨损,316L不锈钢的磨损机制主要为磨粒磨损.和塑性变形,伴有少量的氧化和黏着磨损;对磨球为52100钢球时,CrN薄膜的主要磨损机制为黏着磨损,伴有少量的氧化,316L不锈钢的磨损机制主要为黏着磨损,伴有少量的氧化和磨粒磨损.CrN薄膜与两种对磨球的磨损量均小于316L不锈钢基体的磨损量,说明CrN薄膜有效提高了基体的耐磨性.