2C添加对基于Ti,C,N的陶基体 Tribological 行为的影响
Hao Qiu1, Xiaoqiang Li1, Cunliang Pan1
1National Engineering Research Centre of Near-Net-Shape Forming Technology for Metallic Materials, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 26, 2023
概括
将碳化 (Mo2C) 添加到碳化 (Ti,C,N) 基陶上,可以提高耐磨性. 最佳的Mo2C含量提高了硬度和断裂性,或促进保护性氧化物薄膜的形成,以减少摩擦和磨损.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 部落学 (tribology) 是一个学科.
- 陶和复合材料的使用
背景情况:
- 基于碳化 (TiC,N) 的陶具有出色的硬度,耐磨性,热稳定性和化学稳定性,使其适合切割工具和模具.
- 了解这些陶对硬材料的tribological行为对于优化其性能至关重要.
- 碳化 (Mo2C) 添加剂对基于TiC,N的陶板的摩擦性能的特定影响仍然在很大程度上未被探索.
研究的目的:
- 调查不同Mo2C含量 (4-12重量%) 对基于TiC,N的陶的tribological特性的影响.
- 为了确定最佳的Mo2C度,以提高耐磨性和减少摩擦.
- 为了阐明这些陶板在磨条件下所涉及的磨损机制.
主要方法:
- 使用真空热压的Ti ((C,N) -10WC-1Cr3C2-5Co-10Ni-x Mo2C陶 (x = 4, 6, 8, 10, 12重%) 的烧结.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 观察核心-边缘形态.
- 在50N负载下对Si3N4球进行磨损测试,以评估耐磨性.
- 使用SEM,能量分散式X射线光谱 (EDS) 和X射线光电子光谱 (XPS) 进行磨损机制的表征.
主要成果:
- 鉴定到的磨损机制包括磨损磨损,粘合剂磨损和氧化膜形成.
- 摩擦系数和磨损体积通常随着Mo2C含量增加而下降,最低值在6重%和12重%观察到.
- 最低的摩擦系数为0.49,最低的磨损率为0.9 × 10^-6 mm^3 / Nm.
- 6重%的Mo2C显著提高了硬度和断裂性.
- 12重%的Mo2C促进了摩擦表面上形成一个保护性氧化膜.
结论:
- 碳化的添加显著影响了Ti ((C,N) 基陶的tribological性能.
- 含有6重%Mo2C的陶提供了一种令人信服的机械性能,tribological性能和成本效益平衡.
- 其12%重量的Mo2C成分通过氧化物薄膜的形成表现出良好的耐磨性,这表明了特定的高磨损应用的潜力.
