TiN涂层摩擦磨损性能及机理研究

发布时间：2017-12-28 13:19

  本文关键词：TiN涂层摩擦磨损性能及机理研究　出处：《江南大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：TiN涂层具有硬度高、摩擦系数低、与钢材的热膨胀系数差异小以及耐粘着磨损性能优良等特点，被广泛用作刀具涂层。同时一般设备关键零件的磨损也是非常严重的，造成了大量的经济损失，TiN涂层作为关键零件的耐磨涂层也有一些应用。然而由于TiN涂层摩擦磨损过程中的复杂性，对TiN涂层的摩擦磨损机理研究还很少。本文运用电弧离子镀技术，分别在YG6合金和45钢表面沉积TiN涂层，然后分别在不同的载荷和转速下进行摩擦磨损试验，观察其摩擦现象，并对磨损后表面形貌进行观察，分析其摩擦磨损机理。 试验结果表明：（1）YG6表面的TiN涂层的摩擦系数比YG6基体的摩擦系数降低了4%~21%，YG6表面的TiN涂层起到了有效的减小摩擦系数的作用。（2）45钢表面的TiN涂层的摩擦系数比45钢基体的摩擦系数增加了20%左右，45钢表面的TiN涂层没有起到减小摩擦系数的作用。（3）随着载荷的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的摩擦系数都逐渐减小；随着转速的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的摩擦系数都先减小再增大。（4）随着的载荷的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的磨损率都逐渐增大；随着转速的增加，YG6和45钢表面的TiN涂层的磨损率先减小再增大。（5）45钢表面的TiN涂层在高转速的情况下发生了破坏，摩擦系数出现了瞬间增大。 本文对磨损后的TiN涂层的表面形貌进行了观察，，分析其磨损机理，得出结论如下：（1）YG6表面的TiN涂层磨损机理，在低载荷作用下为磨粒磨损，在高载荷的作用下，出现了磨粒磨损和局部的疲劳磨损。（2）YG6表面的TiN涂层的磨损机理，在低转速时为磨粒磨损，在高转速时为磨粒磨损和局部的粘着磨损。（3）45钢表面的TiN涂层的磨损机理，在低载荷作用下为磨粒磨损，在高载荷作用下为磨粒磨损和粘着磨损共存。（4）45钢表面的TiN涂层的磨损机理，在低转速时为磨粒磨损，在高转速时为严重的粘着磨损。同时，在相关理论的基础上，对TiN涂层与基体的结合强度、摩擦以及磨损行为进行了分析，初步建立了一些简易的模型，解释了一些试验现象。
[Abstract]:TiN coating is widely used as tool coating because of its high hardness, low friction coefficient, small difference in thermal expansion coefficient and excellent adhesion and wear resistance. At the same time, the wear of the key parts of the general equipment is also very serious, resulting in a lot of economic losses. There are also some applications of the TiN coating as the key part of the wear-resistant coating. However, because of the complexity of the TiN coating in the process of friction and wear, the research on the friction and wear mechanism of the TiN coating is very little. In this paper, by using arc ion plating technology, respectively in YG6 alloy and 45 steel deposited TiN coating, then the friction and wear tests were performed in different speed and load, observe the friction phenomenon, and observe the surface morphology after wearing, analysis the friction and wear mechanism.
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH117.1

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本文编号：1346140