《表4 摩擦副为WC硬质合金球时涂层磨痕表面EDS结果(at%)》

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《冷作模具钢等离子渗镀CrVN复合涂层摩擦磨损性能研究》

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图7为Cr N和Cr VN涂层与WC硬质合金球对磨的摩擦系数曲线。可以看出，Cr VN涂层摩擦系数明显低于Cr N涂层，两种涂层摩擦系数波动较大。为进一步分析涂层磨损行为，通过SEM观测涂层磨痕表面，结果如图8所示。Cr VN涂层磨痕宽度明显小于Cr N涂层，磨损情况较轻。两种涂层磨痕表面均较光滑，未出现明显的犁沟。同时，能谱选区1和3表明磨痕表面存在较高含量的O元素（表4），说明涂层的磨损机制为粘着磨损和氧化磨损并存。通过能谱点2和点4发现（表4），磨痕中有W元素存在，摩擦过程中存在对磨材料的转移。WC硬质合金球摩擦时受法向载荷及涂层耦合作用发生剥落，剥落的碎屑与涂层相对运动剧烈，从而加剧了摩擦系数曲线的波动。使用表面轮廓仪对磨痕区域二维轮廓进行检测并计算涂层磨损率，结果如图9所示，Cr VN涂层磨痕明显较浅。通过计算，Cr N和Cr VN涂层磨损率分别为3.4×10-10mm3/N·m和2.5×10-10mm3/N·m，Cr VN涂层磨痕宽度和深度均小于Cr N涂层，涂层磨损率较小，耐磨损性能较好。涂层耐磨性与涂层硬度及膜基结合力有关[32]，高硬度可有效改善涂层的耐磨性能，高的膜基结合力可显著提升涂层体系的承载能力。V掺杂后Cr VN涂层硬度及膜基结合力明显提升，有利于涂层耐磨性提高。