Page 69 - 《摩擦学学报》2021年第6期

854 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

层的磨损表面形貌采用扫描电镜进行了微观表征，试 形和许多平行于滑动方向的犁沟. 紧接着，塑性变形
验结果如图17所示. 图17为试样1和3的磨损机理图. 引起试样1表面产生了加工硬化效应，使得软表面的
图16(a)为纯Fe60合金熔覆层的磨损面形貌图. 试样 硬度增加，韧性大幅度降低. 在交变应力的长时间作
1磨损表面十分粗糙，存在许多平行于摩擦方向的犁 用下，造成试样1磨损表面呈黏着碎片脱落，形成黏着
沟、材料剥落和塑性变形现象，这与纯Fe60合金熔覆 坑. 这主要归咎于熔覆层显微硬度的提升以及硬质相
层的摩擦系数和磨损率最高的结果是一致的. 因此， M C 、WC与W的存在. 一般来说，较高的显微硬度产
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试样1的磨损机理是以严重磨粒磨损和黏着磨损为主 生更好的耐磨性，然而，有时在显微硬度和耐磨性之
的混合磨损. 图17(a)为试样1的磨损机理图，在摩擦磨 间也会存在反常关系. 针对这一问题，需要同时研究
损过程中，较低硬度的纯Fe60合金涂层表面遭受了摩 涂层的显微硬度、韧性以及杨氏模量. 试样3表现出最

擦副表面硬质点的严重切削作用，产生严重的塑形变 佳的摩擦磨损行为，主要归结于两种原因：一是原位

0.9 100
(a) (b) Wear rate 0.72
0.8 95 Average friction coefficient 0.70
0.7 90 0.68
Friction coefficient 0.5 Wear rate/[10 −6 mm 3 /(N·m)] 85 0.64 Average friction coefficient
0.6
0.66
0.62
0.4
25
0.60
20
0.3
0.2 Sample 1 15 0.58
Sample 2
Sample 3 10 0.56
0.1 Sample 4 5
0.54
0.0 0
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 1 2 3 4
Sliding time/s Sample

Fig. 15 Friction and wear of cladding coatings: (a) friction coefficient; (b) wear rate
图 15 熔覆层的摩擦磨损行为：(a)摩擦系数；(b)磨损率
(a) (b)

Spalling

Spalling
Groove
Groove

50 μm 50 μm

(c) (d)

Un-dissolved W
Groove

Groove
Spalling
WC
50 μm 50 μm

Fig. 16 Worn surface morphologies of sample 1 to 4
图 16 试样1~4的磨损表面形貌照片