·92· 北京科技大学学报 1995年No.I 镀及电刷镀等，均能显著改善材料的摩擦学性能，提高机器零件的使用寿命，)，电刷 镀是电镀的1种特殊形式，其基本原理与电镀相同.一P镀层具有良好的抗擦伤、抗磨及 减摩性能]，本文利用球一盘摩擦磨损试验机，从承载能力、摩擦系数及磨损率3个方面， 全面地对比研究了SO及TCP在45≠钢及Ni-P电刷镀层表面的作用效果· 1试样及试验方法 摩擦磨损试验在球一盘试验机上进行.试验时球试样固定，盘试样旋转，通过一杠杆 用法码加载，摩擦力由应变仪测得，由函数记录仪记录测得数据， 球试样的材料为GCrl5轴承钢，直径为12.7mm,硬度为HV770,表面粗糙度R,=0.025 μm.盘试样的材料为45#钢，硬度为HV401,表面粗糙度R。=0.414m.Ni-P电刷镀层厚 10μm,硬度为HV438,表面粗糙度R,=0.34μm,其基体为经离子氨化处理的45#钢，氮 化合物层厚134m,硬度为HV426. 试验时所采用的基础润滑油为液体石蜡(LP).添加剂硫化烯烃(SO)及磷酸三甲酚酯 (TCP)的加人量分别为润滑油中含硫元素3.0%及含磷元素1.0%.润滑方式采用非循环式滴 油润滑，流量约为20ml/min.试验在室温大气环境中进行.试验时摩擦副处于边界润滑状态o. 承载能力的试验方法为：固定滑动速度为lm/s.在120N载荷下跑合2min,然后每隔30s 加载120N,加至1040N时每隔30s加载180N,至总载荷达到4200N时每隔30s加载200N.将 摩擦力突然急剧增大并产生大幅度振动作为发生擦伤的判剧.试验时同时记录各载荷下的摩 擦力，将载荷为600N时的摩擦力换算成摩擦系数. 磨损率的试验方法为：固定滑动速度为1ms,在120N载荷下跑合2min,然后每隔10s加 载120N,当总载荷达到600N时停止加载，继续试验30mi后停机，用表面粗糙度仪 (Taylersurf5P-l20)测出盘试样上磨痕的截面积，然后算出磨损率. 每次试验前，试样均经超声波清洗.每个试验结果均为3次以上试验数据的平均值 进行XPS(PHI5100)分析时，先用氩离子束清洗表面3min,约从表面溅射掉2um厚的一 层后再进行分析.利用AES(PHI610)分析摩擦表面元素的相对含量时，氩离子束的溅射时间 为0.3min,在SiO,表面的溅射速率约为40um/min. 2试验结果 承载能力、摩擦系数及磨损率的试验结果列于表1.可以看出，N一P镀层的摩擦学性 明显优于45#钢，LP中加入SO时，Ni-P镀层的承载能力显著提高，LP中加入TCP 时，Ni-P镀层的承载能力略有提高、此分别与SO及TCP在45钢表面的作用效果相 同，但加入SO时使Ni-P镀层的摩擦系数及磨损量减小，加入TCP时使Ni一P镀层的摩 擦系数及磨损量增大，此与SO及TCP在45芒钢表面的作用效果相反，说明SO及TCP在两 种试样表面的作用机理不同， 3分析及讨论· · 北 京 科 技 大 学 学 报 卯 年 镀 及 电刷 镀 等 ， 均 能 显 著 改 善 材 料 的 摩 擦 学 性 能 ， 提 高 机 器 零 件 的 使 用 寿 命 ， ” 电 刷 镀是 电镀 的 种 特殊 形 式 ， 其基 本原理 与 电镀相 同 一 镀层 具有 良好 的抗擦 伤 、 抗 磨及 减摩性 能 本 文利 用 球一 盘摩 擦 磨 损 试 验机 ， 从 承 载 能 力 、 摩擦 系 数 及 磨 损 率 个 方 面 ， 全 面地 对 比研究 了 及 在 钢 及 一 电刷 镀 层 表 面 的作用 效 果 试样及试验方法 摩 擦磨 损 试 验 在 球一 盘 试验 机 上 进行 试 验 时球试样 固定 ， 盘 试样 旋 转 ， 通 过 一 杠 杆 用法 码 加 载 ， 摩 擦 力 由应 变 仪 测得 ， 由函 数 记 录仪 记 录测 得 数据 球 试 样 的 材 料 为 轴 承 钢 ， 直 径 为 · ， 硬 度 为 ，表 面 粗 糙 度 一 。 盘 试样 的 材 料 为 钢 ， 硬 度 为 ， 表 面 粗糙 度 。 拜 一 电 刷 镀 层 厚 拜巩 硬 度 为 ， 表 面 粗 糙 度 、 一 户 ， 其 基 体 为 经 离 子 氮 化 处 理 的 钢 ， 氮 化合 物 层 厚 拜 ， 硬 度 为 试 验 时 所 采 用 的基础 润 滑 油 为 液 体 石 蜡 添 加 剂 硫 化 烯 烃 及 磷 酸 三 甲 酚 醋 的 加 人量 分别 为 润 滑油 中含硫 元 素 及 含 磷 元 素 润滑方 式 采 用 非循 环 式 滴 油 润 滑 ， 流量 约 为 试验 在 室 温大 气 环境 中进 行 试 验 时摩 擦 副处于边界 润滑状态 ’“ 承 载 能力 的试验方法 为 固 定 滑 动速 度 为 ， 在 载荷下 跑合 ， 然后 每 隔 加 载 ， 加至 时每 隔 加载 ， 至总载荷达到 时每隔 加载 将 摩擦 力 突然 急剧 增 大并 产 生大 幅度 振 动作 为发 生擦 伤 的判 剧 试验 时 同时记 录各 载 荷 下 的摩 擦力 ， 将 载 荷 为 时 的摩擦 力换算 成 摩擦 系数 磨 损 率 的试 验方 法 为 固 定 滑 动速 度 为 冶 ， 在 载 荷 下 跑 合 而 ， 然 后 每 隔 加 载 ， 当 总 载 荷 达 到 时 停 止 加 载 ， 继 续 试 验 后 停 机 ， 用 表 面 粗 糙 度 仪 一 测 出盘 试 样 上 磨 痕 的截 面积 ， 然 后 算 出磨 损率 每 次试验前 ， 试样 均 经 超 声波 清洗 每 个 试 验 结果 均 为 次 以 上 试验数据 的平 均值 进行 田川 分 析 时 ， 先 用 氢离子 束清洗 表 面 而 ， 约 从 表 面 溅 射 掉 拜 厚 的一 层 后 再进行 分 析 利 用 分 析摩 擦 表 面元 素的相 对含 量 时 ， 氢离 子束 的溅射 时间 为 ， 在 表 面 的溅 射 速 率约 为 而 试验结果 承 载 能力 、 摩擦 系数及 磨 损 率 的试 验结 果 列 于 表 可 以 看 出 ， 一 镀 层 的摩 擦李 性 明 显 优 于 钢 中 加 人 时 ， 一 镀 层 的 承 载 能 力 显 著 提 高 ， 中 加 人 时 ， 一 镀层 的 承 载 能 力 略 有 提 高 ， 此 分 别 与 及 在 钢 表 面 的 作 用 效 果 相 同 但 加 人 时使 一 镀 层 的摩擦 系数 及磨 损 量 减 小 ， 加人 时使 一 镀 层 的 摩 擦 系数及磨损量 增 大 ， 此 与 及 在 钢 表 面 的作 用效 果相 反 ， 说 明 及 在两 种试样 表 面 的作 用 机理 不 同 分析及讨论