《表4 涂层磨痕的能谱分析 (质量分数)》

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《等离子熔覆Ni基耐磨涂层制备及摩擦学性能》

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图5为基体和涂层的磨痕表面形貌。基体磨痕形貌如图5a和5b所示。从图5a和图5b中可知:基体磨痕表面存在有明显的撕裂坑，同时存在有大量的犁沟和磨屑，表明基体的主要磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损[5]。涂层的磨痕形貌如图5c和图5d所示。从图5c中可知:涂层的磨痕中黏着现象相对减少，表面存在较多不连续的剥落坑，犁沟相对较浅，说明磨粒磨损占主导地位，存在少量的黏着磨损。涂层表面存在剥落现象的主要原因是由于涂层的凝固过程为非平衡凝固，存在残余应力，处于亚稳状态，在摩擦过程中受到摩擦力和剪切应力的作用易发生应力集中，进而产生微裂纹，这些微裂纹形成裂纹源[15]，在随后的摩擦过程中，裂纹扩展进而发生剥落。涂层磨损面犁沟较浅的原因是由于涂层中存在较多的Fe5C2、Cr2Ni3等硬质颗粒相，这些硬质颗粒相弥散分布在涂层中，能较大程度地抵御以硬质颗粒为主的磨屑的切削作用，故产生的犁沟较浅，降低了涂层的磨损率，提高了涂层的耐磨性。表4为图3b中点1和图5d中点2处涂层磨痕的能谱分析。由表4可知:磨痕中氧元素质量分数增加，表明涂层在磨损过程中发生氧化，主要为铁、镍等金属氧化物[17]。原因是在摩擦过程中产生大量的热，涂层中铁、镍等金属与空气中的氧气发生反应，形成氧化膜，减少了涂层与对磨材料的直接接触，进而提高了耐磨性。同时，镍的氧化物有润滑作用，在摩擦过程中起到固体润滑剂的作用，进一步降低了磨损，提高了耐磨性。氧化膜在摩擦过程中剥落，也是造成涂层表面存在较多不连续分布的剥落坑的原因。