Page 75 - 《摩擦学学报》2021年第5期

664 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

Overhead view Cross-section view

Textured WC-8Co

30 μm 30 μm
(a)

Untextured WC-8Co

30 μm 30 μm
(b)

Fig. 11 The magnified overhead and cross-section SEM micrographs of the wear tracks under the applied load of 200 N:
(a) the textured WC-8Co, and (b) untextured WC-8Co.
图 11 施加载荷为200 N时，磨损表面和横截面形貌的SEM照片：(a)织构WC-8CO，(b)无织构WC-8Co

和无织构WC-8Co的磨损表面和横截面形貌的SEM照 E区的元素扩散程度均小于G区，这表明表面微织构
片. 从图11(a)可以发现，织构WC-8Co磨损表面的粘结 不仅能降低表面粘结程度，而且能减少接触界面的元
程度比较小，较高的接触载荷会导致微沟槽边缘更严 素扩散. 同时，这也可以解释在相同接触载荷下，织构
重的断裂. 从织构WC-8Co的横截面可以看出，磨损表 WC-8Co的表面磨损程度比无织构WC-8Co更轻微.
面的微沟槽边缘已受到严重破坏，并且可以观察到以 图13显示了在接触载荷为200 N的摩擦磨损试验

基材剥落和磨损碎片填充为特征的破损现象. 对于图11(b) 后，织构WC-8Co上的微沟槽边缘粘结处(H区)和无织
的无织构WC-8Co，相比于较低的接触载荷而言，其磨 构WC-8Co表面粘结处(I区)的EDS图. 通过比较H区和
损表面的微坑面积更大，粘结程度更为严重，且无织 I区中出现的粘合点处的成分分布梯度，可以发现H区

构WC-8Co的横截面显示出基体的表面已经被严重破坏. 和I区均发生严重的元素扩散. 值得注意的是，即使对

2.4 元素在磨损表面的扩散 元素含量进行定性分析，H区中Co和Ti元素的扩散程
为了观察元素在粘结层和WC-8Co之间的扩散现 度也比I区更严重. 这意味着在往复滑动过程中，尽管
象，对试验后的织构WC-8Co和无织构WC-8Co的横截 织构WC-8Co的平均摩擦温度远低于无织构WC-8Co
面进行了EDS线扫描分析. 图12是在接触载荷为100 N 的平均摩擦温度，微沟槽边缘的局部温度可能很高.

的摩擦磨损试验后，织构WC-8Co上凸区(E区)和微沟 2.5 表面微织构的抗磨损机理
槽边缘表面粘结处(F区)，以及无织构WC-8Co表面粘 在摩擦磨损试验中发现，Ti6Al4V小球与WC-
结处(G区)的EDS图. 通过定性比较E区和F区的成分 8Co试样之间的摩擦会在两种试样表面均产生粘结磨
分布梯度，可以发现E区的W、Co和Ti元素扩散远比 损. 由于Ti6Al4V的导热性差，因此WC-8Co试样的接
F区的缓和，这是由于在往复滑动过程中微沟槽边缘 触界面会产生极高的摩擦温度. 同时，经高温活化的
有较高的热负荷和机械应力集中，使得元素扩散更严 粘结层和WC-8Co基体上的元素扩散会进一步加剧粘
重. 此外，通过对比E区和G区的成分分布梯度发现， 结磨损. 此外，本试验结果还表明，织构WC-8Co和无