第37卷第1期 2016年2月
·工艺研究·
热处理技术与装备
RECHULIJISHU YUZHUANGBEI
Vol.37,No.1 Feb,2016
电子束合金化银层高温摩擦行为及磨损机制研究
周红，唐光泽，马欣新，王黎钦，吴廷宝”，马芳”
（1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001；2.哈尔滨工业大学机电工程学院
黑龙江哈尔滨150001；3.中航工业哈尔滨轴承有限公司，黑龙江哈尔滨150001）
摘要：采用磁控溅射在M50钢表面预沉积银层，随后采用强流脉冲电子束辐照技术进行处理，对制备银层的高温摩擦行为及磨损机制进行研究。结果表明：电子束辐照处理可以提高膜层结合力及有效的延长润滑寿命。润滑寿命随着温度的升高而降低。失效机制主要为高温、高载荷条件下银层由于挤压作用向磨痕外侧转移。
关键词：电子束辐照；银层；摩擦系数；磨损机制
中图分类号：TG156.9文献标志码：A文章编号：1673-4971(2016)01-0012-04
StudyonHigh-temperatureFrictionBehaviorandWearMechanism
ofElectronBeamAlloyedSilverLayer
ZHOU Hong',TANG Guang-ze',MA Xin-xin',WANG Li-qin’,WU Ting-bao',MA Fang
(1 . School of Material Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001,China;
2. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001,China;
3.Bearing R & D Center, AVIC Harbin Bearing Co.,Ltd.,Harbin Heilongjiang 150001,China)
Abstract: A silver layer was prepared on the surface of M50 steel by magnetron sputtering technique, then the layer was irradiated by electron beam with high curent pulse. High-temperature friction behavior and wear mechanism prepared silver layer were studied. The result shows that the film adhesion can be im proved and the lubrication life can effectively extend by electron beam irradiation, and lubrication life de creases with increasing temperature. The failure mechanism is mainly that the silver layer will be extruded to outside of grinding crack under the high temperature and high load.
Key words :electron beam irradiation; silver layer; friction coefficient; wear mechanism
运动副在高温高接触应力环境下的固体润滑是高端技术装备发展经常面临的技术挑战[1-4]。目前，常见高温固体润滑材料为Ni基及Ni-Cr基合金等[5]。NASA的Sliney[6]制备以Ni-Al-Co合金作为基材，BaFz/CaFz化合物为润滑相PS100系列热喷涂材料具有良好摩擦性能。Aouadi等用磁控溅射制备 VN/Ag复合涂层{7]，研究结果表明VN/Ag复合涂层在高温条件下摩擦系数较低，700℃及1000℃时摩收稿日期：2015-05-26
擦系数分别为0.1和0.2。此类固体润滑层虽然具有良好高温摩擦性能，但在高载荷条件下容易产生剥落而失效。强流脉冲电子束合金化技术是近年来新兴的表面改性技术，具有消除界面，形成冶金结合的特点"，可有效解决固体润滑层在重载下剥落失效的问题。本文采用磁控溅射在M50轴承钢预沉积银层，随后通过强流脉冲电子束辐照获得Ag合金化
作者简介：唐光泽（1978.1-），男，博士，副教授，主要从事材料表面改性方面研究工作。
联系电话：13199658416;E-mail:oaktang@ hit. edu.cr
基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）（2015AA034303）。万方数据