Page 83 - 《摩擦学学报》2020年第5期

638 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

1.0 0.05
RT
0.9 200 ℃
0.8 400 ℃ 0.04
600 ℃
Friction coefficient 0.6 Wear rate/[10 −3 mm 3 /(N·m) 3 ] 0.03
0.7
0.5
0.4
0.02
0.3
0.2 0.01
0.1
0.0 0.00
0 2 4 6 8 10 RT 200 400 600
Time/min Temperatures/℃
(a) TiAlN
1.0 0.05
RT
0.9
200 ℃
0.8 400 ℃ 0.04
Friction coefficient 0.6 Wear rate/[10 −3 mm 3 /(N·m) 3 ] 0.03
600 ℃
0.7
0.5
0.4
0.02
0.3
0.2 0.01
0.1
0.0 0.00
0 2 4 6 8 10 RT 200 400 600
Time/min Temperatures/℃
(b) TiAlAgN (0.12% Ag)

1.0 0.05
0.9
0.8 0.04
Friction coefficient 0.6 Wear rate/[10 −3 mm 3 /(N·m) 3 ] 0.03
0.7
0.5
0.4
0.02
0.3
200 ℃
0.2 RT 0.01
400 ℃
0.1 600 ℃
0.0 0.00
0 2 4 6 8 10 RT 200 400 600
Time/min Temperatures/℃
(c) TiAlAgN (0.30% Ag)
Fig. 3 Friction coefficient curve and wear rate of TiAIN and TiAlAgN coatings at elevated temperatures
图 3 TiAIN、TiAlAgN涂层在不同温度下的摩擦系数曲线和磨损率

动变化. 由于温度的升高，涂层表面的Al O 和Ag量随 基本相同，但是波动幅度较大. 这是因为此时磨痕区
2
3
3
−3
之增加，所以磨损率增大为0.024 9×10 mm /(Nm). 域内TiO 增加，破坏涂层的完整性，最终导致摩擦系
2
−3 3
400 ℃时的摩擦系数前4 min稳定在0.45左右，4~6 min 数跳动的现象. 此外，此时的磨损率为0.019 4×10 mm /
突变至0.28左右，6~10 min重新回归并稳定在0.43左 (Nm)，相比于同温度下的TiAlN涂层没有明显变化，这
右. 这是因为此时参与润滑的为大量的Al O 、Ag及少 表明此时Ag已经失效，不参与减磨.
3
2
量的TiO ，润滑相比200 ℃有所增加，所以摩擦系数降 由图3可见室温时TiAlAgN(0.30%Ag)涂层的摩擦
2
低. 4~6 min的跳动可能是由于大颗粒Ag在磨痕区域 系数曲线较为稳定，数值约为0.7. 少量的Ag和Al O 3
2
−3
3
分布不均匀造成的. 此外，由于此时达到了Ag参与润滑 参与减磨，磨损率为0.017 9×10 mm /(Nm)；200 ℃的
−3
3
的最佳温度，所以磨损率下降为0.020 2×10 mm /(Nm). 摩擦系数稳定在0.45左右，相比室温时大幅度下降，这
600 ℃时的摩擦系数数值大小变化趋势与400 ℃时的 是因为温度升高涂层内部的Ag、Al元素向外扩散生成