稀土化合物对粉末冶金镍基合金摩擦磨损性能的影响(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1

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3 3　磨痕形貌及分析
　　图4示出了合金磨损表面形貌的ＳＥＭ照片。从图4中可以看出,低载低速下(100Ｎ,4 19ｍ/ｓ),添加ＬａＦ3合金磨损表面(图4ａ)较粗糙,表面有磨屑脱落留下的凹坑及一些松散的、将要脱落的片状磨屑。说明摩擦表面有氧化,磨损主要表现为粘着、犁沟及氧化磨损。随着滑行速度的增加,摩擦表面变得较光滑(图4ｂ),表面粘着脱落坑减少。图4ｃ所示在高载高速下(200Ｎ,8 38ｍ/ｓ),由于摩擦热影响的结果,摩擦表面热软化甚至融化,合金的摩擦表面变得更加光滑,但仍有划痕。从摩擦表面上已见不到松散的氧化物,氧化物被挤压研磨成膜,与软化及熔融金属基体粘结,形成摩擦保护性“釉质层”[13],减少摩擦过程中金属与金属之间的粘着。
从图2ａ及图3ａ中看到合金的摩擦系数随载荷及速度的增加下降很快,说明了“釉质层”的减摩作用。由于釉质氧化层具有高的硬度,一般比基体具有更好的耐磨作用[5,9]。从图3ｂ中可以看到几种添加稀土化合物的合金在高载高速下的磨损量一般比低载低速下的少,其单位载荷、单位滑行距离下的磨损量不到低载低速下的一半(或略多一点),进一步证实“釉质层”的抗磨作用。
添加ＣｅＯ2合金的表面磨痕(图4ｄ)与添加ＬａＦ3合金的相似(图4ｃ),只是其摩擦表面比添加ＬａＦ3合金的略光滑一些。都有沿滑动方向条状凸起的氧化物平台,它是氧化“釉质层”摩擦过程中增长的结果。高温(或高载高速)摩擦时“釉质层”的形成与磨损脱落是一个先处于相互竞争,后又处于动态平衡的过程,故可以长期起到摩擦自保护作用。

4　结论
(1)采用粉末冶金热压方法制备的含几种不同稀土化合物的镍基合金中,稀土化合物的加入可明显改善合金在高载高速下的耐磨性能,尤其以添加ＣｅＯ2合金的磨损量最少。
(2)添加稀土化合物合金在高载高速下的摩擦系数及磨损量都明显低于低载低速下的,这与其摩擦表面形成的减摩耐磨“釉质层”有关。

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