滑动速度对钛合金表面 TiB2 涂层高温 抗铝黏着磨损行为的影响

目的 研究钛合金表面 TiB2涂层在高温条件下与工业纯铝之间的黏着磨损行为，重点分析了不同滑动 速度对其影响。通过实验探讨 TiB2 涂层的抗铝黏着磨损规律及其作用机制，为提升涂层的高温耐磨性能提 供理论依据。方法 采用直流脉冲磁控溅射工艺在 TC4 钛合金表面制备具有致密结构和优异膜基结合强度的 TiB2涂层，使用高温销-盘摩擦磨损试验机，探究滑动速度对钛合金表面 TiB2涂层与工业纯铝之间黏着磨损 行为的影响，揭示涂层在不同速度条件下的磨损特性及其抗铝黏着性能的变化规律。采用扫描电子显微镜、 三维超景深光学显微镜和接触式轮廓仪表征涂层与铝销表面磨痕形貌特征和磨损状态，并对摩擦学系统的 铝黏着磨损转移程度进行定量计算。结果 在 300 ℃高温下，随滑动速度提高，摩擦因数降低，TiB2涂层磨 痕内部的铝黏着转移层形貌发生变化，由连续的岛状丘状片层逐渐转变为分散的颗粒状锚点。同时，铝黏 着转移层的平均厚度和覆盖率明显减小，表明滑动速度对铝黏着行为具有显著影响。此外，基于 TiB2 涂层 表面铝黏着转移程度与纯铝销磨损量提出归一化的涂层抗黏着能力系数 Ac，其可反映滑动速度对 TiB2涂层 抗铝黏着转移能力的影响。随滑动速度升高，TiB2 涂层将体现出更加优异的抗铝黏着转移特性，抗铝黏着 能力系数由 0.05 m/s 时的 0.917 降低至 0.30 m/s 时的 0.058。结论 300 ℃高温下 TiB2涂层能够抑制铝的黏着 转移行为。随滑动速度的升高，工业纯铝销对 TiB2涂层表面铝黏着转移层的剪切去除作用增强，因此 TiB2 涂层表面铝黏着转移程度降低