载荷对镍基复合涂层高温摩擦磨损行为的影响

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1、载荷对银基复合涂层高温摩擦磨损行为的影响0引言本文献综述的目的主要是通过对镰基复合涂层，激光熔覆技术,摩擦磨损以及高温下摩擦磨损的性能的介绍和分析，让我们更加透彻地了解载荷对镰基复合涂层高温摩擦磨损行为的影响。0.1钛合金0.1.1钛合金的定义钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。0.1.2钛合金的性能钛合金密度较小，比强度高，具有良好的耐蚀性，疲劳抗力⑴。然而钛合金摩擦系数高，耐磨性斧。⑵0.1.3钛合金的应用钛合金作为工程材料不过50年的历史，是航空，航天等部门广泛应用的高性能材料⑶。比如，钛合金具有优良

2、的耐腐蚀性，则广泛使用在航海，石油，化工等行业；钛镰合金因为具有形状记忆功能，可用于飞船和卫星的天线，宇航系统的自控装置。0.2激光熔覆技术0.2.1激光熔覆技术的定义激光熔覆其原理是利用高能密度激光束所产生的局部高温将两种或两种以上金属界面瞬间熔化，熔覆材料与基体实现冶金结合,形成与基体成分不同的熔覆层，以改善材料性能。⑷由于熔覆成形的金属制件可得到用常规加T方法很难获得的极高的表面硬度和耐磨性，因此在工业上有广泛的应用前景®0.2.2激光熔覆的特征由于激光熔覆是近似于绝热的骤热骤冷过程，和其他常规表面改性技术相比，它具有无可比拟的优良特性：熔覆层具有很高的加热

3、和冷却速度(103~106oC/s)；同基体属于冶金结合，熔覆层致密，加热区域小；熔覆材料选择范围广泛，熔覆层的组织结构和性能易于控制；可实现局部甚至微区加工，易于实现自动化。⑻0.2.3激光熔覆的应用与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于五个方面⑼:1.对材料表面性能的改良，如燃汽轮机叶片，轧辐，齿轮等；2.对产品的表面修复，有关资料表明，修复后的部件强度可达到原强度的90%以上，其修复费用少，更重要的

4、是缩短了维修时间。3.对于有些材料，关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高其使用寿命。对模具表面进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低制造成本，缩短制造周期。5.快速原型制造。利用金属粉末的逐层烧结叠加，快速制造出模型。又称作LENS(LaserEngineeredNetShaping)、DLF(DirectLaserFabrication)、DMD(DirectMetalDeposition)、LC(LaserConsolidation)等。0.2.4激光熔覆材料的分类根据激光熔覆粉末的材料本质，可将熔覆材料分为以

5、下三类:自熔合金粉末、陶瓷粉末和复合粉末。⑼0.3摩擦磨损0.3.1摩擦的定义当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势吋，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。0.3.2磨损的定义磨损是零部件失效的一种基本类型。零部件失去原有设计所规定的功能称为失效。通常意义上来讲，磨损是指零部件几何尺寸(体积)变小。0.3.3磨损的分类按照磨损机理的不同，将磨损主要分为四种类型：磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损以及氧化磨损。1•磨粒磨损是指硬的磨粒或硬的凸出物与材料表面相互作用而造成材料流失所形成的

6、磨损，也称磨粒磨损。［⑹在磨料磨损中，磨料的存在是必要的因素，而造成磨损的有三个方面：力学的，热学的和化学的，这三种因素在不同程度上起着作用。通常将磨料磨损分为三类:低应力磨料磨损，高应力磨料磨损，凿削式磨料磨损。⑴2•粘着磨损是磨损屮基本类型之一。它与摩擦副材料，工况参数有着密切的关系。所以，在选择材料时，选择磨损系数小的材料，提高表面粗糙度等都可以有效的减小粘着磨损，延长工件的使用寿命。粘着磨损分为五种形式:轻微磨损，涂抹,擦伤,咬合，划伤。[13]3.表而疲劳磨损摩擦接触表而在交变接触压应力的作用下，材料表而因疲劳损伤而引起表面脱落的现象。其磨损机理是：在疲

7、劳磨损的初期阶段是形成微裂纹，无论有无润滑油存在，循环应力起着主要作用。裂纹萌生，并很快扩展到表面。在摩擦过程中，摩擦力促使表面金属流动，疲劳裂纹具有方向性，即与摩擦力方向一致•在接触压力下对裂纹壁产生冲击作用，使裂纹向纵深发展。当裂纹扩展至与表面相接或是裂纹与表面间的小块金属的根部不能承受接触应力时，即发生小块金属的剥落形成点坑。4・氧化磨损在大气或有氧环境中，金属在摩擦磨损过程屮表而形成氧化膜，表面氧化膜随后被磨去，然后氧化膜又不断形成，周而复始,这种现象称为氧化磨损。研究表明，钢表面氧化物的成分决定了磨损率的大小。〔⑷而氧化磨损的形成条件则主要取决于氧化膜的

8、生长速率和