Page 34 - 《摩擦学学报》2020年第5期

第 5 期 李嘉祺, 等: 氮合金化堆焊合金往复式摩擦磨损行为的研究 589

μm μm
80
60
70
50
60
0 50 0 40
40 67.9 30
z/μm 85.5 1 000 y/μm 30 z/μm 1 000 y/μm 20
2 000 20 2 000
1 500 1 000 10 1 500 1 000 10
x/μm 500 0 2 000 0 x/μm 500 0 2 000 0
(a) W, 5 N (b) W, 10 N μm
μm
90
80 80
70 70
60 2 000 60
0 50
50 89.3 40
z/μm 85.5 1 000 y/μm 40 z/μm 0 500 1 000 y/μm 30
30
20
2 000 20 1 000
1 500 1 000 1 500 0 10
x/μm 500 0 2 000 10 x/μm 2 000 0
0
(c) W, 15 N (d) J, 5 N
μm μm
140
60
120
50
100
2 000 80 2 000 40
z/μm 145 0 1 000 60 z/μm 65.4 0 1 000 y/μm 30
20
500 y/μm 40 500
1 000 20 1 000 1 500 10
x/μm 1 500 0 x/μm 2 000 0
2 000 0 0
(e) J, 10 N (f) J, 15 N
Fig. 5 Surface morphology of hardfacing samples under different loads
图 5 不同载荷下堆焊合金试样表面形貌(3D)

宽度较窄，深度更浅. 研究表明 [14-15] ，载荷对磨损量和 表 1 堆焊合金试样磨痕尺寸参数
磨损形式有很大的影响，载荷的变化会改变摩擦表面 Table 1 The wear scar size of hardfacing alloy
Depth of wear Cross-section area of
真实的接触面积和接触特性，从而对摩擦磨损具有重 Sample Load/N
track/μm wear track/μm 2
要影响. 在摩擦磨损过程中，摩擦副Si N 球与堆焊合 5 16.8 6 199
3
4
金试样在接触载荷作用下相互挤压，由于Si N 球具有 W 10 19.4 8 279
4
3
15 31.0 17 368
更高的硬度，使得堆焊合金试样表面发生明显塑性变 5 13.4 2 754
形. 随着载荷的增加，摩擦牵引塑性变形功增加，堆焊 J 10 14.1 2 865
15 28.7 14 249
合金试样表面变形程度加剧，导致磨损量增大.
用光学轮廓仪自带的Professional 3D软件选取
14.1和 28.7 μm， 磨 痕 截 面 积 分 别 为 2 754、 2 865和
5个不同位置的磨痕截面，计算磨痕截面积和磨痕深
2
14 249 μm . 表明在载荷为5 N时，试样J的磨痕深度减
度，并求取平均值得到磨痕尺寸数据，数据列于表1中.
由表1可知，在载荷分别为5、10和15 N时，试样W磨痕 小了20.2%，磨损截面积减小了55.6%；在载荷为10 N时，
深度分别为16.8、19.4和31.0 μm，磨痕截面积分别为 试样J的磨痕深度减小了27.3%，磨损截面积减小了
2
6 199、8 279和17 368 μm ；试样J磨痕深度分别为13.4、 65.4%；载荷为15 N时，试样J的磨痕深度减小了7.4%，