·1356 工程科学学报，第37卷，第10期 生氧化磨损。可见，在较小的法向载荷条件下，微弧氧对磨时的磨损机理为对磨钢球向涂层表面的材料转移 化涂层以及纳米化-微弧氧化复合涂层与GCl5钢球 和氧化磨损. GCrl5 GCr15 GCr15 风→及母 2727Z72 LY12CZ Fe磨屑 含铁层 图7微弧氧化涂层及纳米化一微弧氧化复合涂层与GC15对磨时的磨损机制模型 Fig.7 Wear mechanism schematic of MAO coatings and SNC-MAO composite coatings sliding against GCr15 steel balls 7000 140000a 01s ) 120000 2pa=710.9rV 6000 100000 0俄做峰 Fe 8 8000 俄歇峰Fe2p 5000 60000 A2* 4u 40000A 4000 20000 0 3000 12001000800600 400 200 0 760 750 740730720 710700 结合能/eV 结合能eV 图8铝合金表面纳米化-微弧氧化复合涂层与GCl5钢球对磨20mim后磨痕的X射线光电子能谱(0.1ms',1.5N).(a)X射线光电 子能谱全谱：(b)Fe2p谱 Fig.8 XPS spectra from wear tracks on SNC-MAO composite coatings against GCrl5 steel balls for 20 min (0.Ims-,1.5 N):(a)XPS survey spectrum:(b)Fe2p spectrum 微弧氧化涂层及纳米化一微弧氧化复合涂层与 氧化涂层及纳米化一微弧氧化复合涂层与GC15钢球 GCl5钢球对磨时，摩擦副之间的实际接触面积远小 对磨时具有相同的磨损机理，为钢球向涂层表面的材 于名义接触面积，即使法向载荷很小，接触点上的应力 料转移和氧化磨损； 却很大.当法向载荷较大时，接触点上的应力逐渐增 (3)当法向载荷增加到4.5N时，微弧氧化涂层 大至超过材料的断裂强度时就会发生涂层的开裂，在 及纳米化一微弧氧化复合涂层与GCl5钢球对磨时磨 摩擦副的对磨过程中，随着两对磨表面切应力的作用， 损机理为陶瓷涂层的开裂和剥落. 开裂的涂层发生剥落，从而导致陶瓷涂层被磨穿，因而 参：考文献 当法向载荷增加到4.5N时，微弧氧化涂层及纳米化一 微孤氧化复合涂层与GCl5钢球对磨时磨损机理为陶 [1]Ru J C,Yi L N.Surface strengthen process for high strength aluminum alloy.Chin J Rare Met,2004,28 (1):182 瓷涂层的开裂和剥落. Chang H,Han E H,Wang L Q.et al.Influence of coating of 3结论 covering airplane on corrosion fatigue life of aluminium alloy LY12CZ.J Chin Soc Corros Prot,2006,26(1)34 (1)与微弧氧化涂层相比，纳米化一微弧氧化复 B Yerokhin A L,Voevodin AA,Lyubimov VV,et al.Plasma 合涂层具有更加优异的耐磨性能，在相同的测试条件 electrolytic fabrication of oxide ceramic surface layers for tribotech- 下（如0.l5ms',3N,20min),微弧氧化涂层被钢球 nical purposes on aluminium alloys.Surf Coat Technol,1998, 110(3):140 磨穿，而纳米化一微弧氧化复合涂层则没有发生破坏： [4]Yerokhin A L,Lyubimoy VV.Ashitkov R V.Phase formation in (2)在低法向载荷的条件下(1.5N和3N),微弧 ceramic coatings during plasma electrolytic oxidation of aluminium工程科学学报，第 37 卷，第 10 期 生氧化磨损． 可见，在较小的法向载荷条件下，微弧氧 化涂层以及纳米化--微弧氧化复合涂层与 GCr15 钢球 对磨时的磨损机理为对磨钢球向涂层表面的材料转移 和氧化磨损． 图 7 微弧氧化涂层及纳米化--微弧氧化复合涂层与 GCr15 对磨时的磨损机制模型 Fig． 7 Wear mechanism schematic of MAO coatings and SNC--MAO composite coatings sliding against GCr15 steel balls 图 8 铝合金表面纳米化--微弧氧化复合涂层与 GCr15 钢球对磨 20 min 后磨痕的 X 射线光电子能谱( 0. 1 m·s － 1，1. 5 N) ． ( a) X 射线光电 子能谱全谱; ( b) Fe2p 谱 Fig． 8 XPS spectra from wear tracks on SNC--MAO composite coatings against GCr15 steel balls for 20 min ( 0. 1 m·s － 1，1. 5 N) : ( a) XPS survey spectrum; ( b) Fe2p spectrum 微弧氧化涂层及纳米化--微弧氧化复合涂层与 GCr15 钢球对磨时，摩擦副之间的实际接触面积远小 于名义接触面积，即使法向载荷很小，接触点上的应力 却很大． 当法向载荷较大时，接触点上的应力逐渐增 大至超过材料的断裂强度时就会发生涂层的开裂，在 摩擦副的对磨过程中，随着两对磨表面切应力的作用， 开裂的涂层发生剥落，从而导致陶瓷涂层被磨穿，因而 当法向载荷增加到 4. 5 N 时，微弧氧化涂层及纳米化-- 微弧氧化复合涂层与 GCr15 钢球对磨时磨损机理为陶 瓷涂层的开裂和剥落． 3 结论 ( 1) 与微弧氧化涂层相比，纳米化--微弧氧化复 合涂层具有更加优异的耐磨性能，在相同的测试条件 下( 如 0. 15 m·s － 1 ，3 N，20 min) ，微弧氧化涂层被钢球 磨穿，而纳米化--微弧氧化复合涂层则没有发生破坏; ( 2) 在低法向载荷的条件下( 1. 5 N 和 3 N) ，微弧 氧化涂层及纳米化--微弧氧化复合涂层与 GCr15 钢球 对磨时具有相同的磨损机理，为钢球向涂层表面的材 料转移和氧化磨损; ( 3) 当法向载荷增加到 4. 5 N 时，微弧氧化涂层 及纳米化--微弧氧化复合涂层与 GCr15 钢球对磨时磨 损机理为陶瓷涂层的开裂和剥落． 参 考 文 献 ［1］ Ｒu J G，Yi L N． Surface strengthen process for high strength aluminum alloy． Chin J Ｒare Met，2004，28( 1) : 182 ［2］ Chang H，Han E H，Wang L Q，et al． Influence of coating of covering airplane on corrosion fatigue life of aluminium alloy LY12CZ． J Chin Soc Corros Prot，2006，26( 1) : 34 ［3］ Yerokhin A L，Voevodin A A，Lyubimov V V，et al． Plasma electrolytic fabrication of oxide ceramic surface layers for tribotech￾nical purposes on aluminium alloys． Surf Coat Technol，1998， 110( 3) : 140 ［4］ Yerokhin A L，Lyubimov V V，Ashitkov Ｒ V． Phase formation in ceramic coatings during plasma electrolytic oxidation of aluminium ·1356·