Vol.25 No.6 李金富等：铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性 ·543· 图4和图5为LY12合金表面微弧氧化膜与 45C,钢球对磨时轮廓形貌和摩擦系数随实验时 间的变化.从图中可以看出，试样2与陶瓷球对 磨时，涂层的表面磨损外观比较均匀.由于两种 材料弹性变形和塑性变形的高温稳定性，二者进 行的是磨料磨损.初始摩擦因数比较高，达到07 左右，随后稳步下降逐渐达到平稳状态，此时摩 101520 25 擦因数在0.48左右，体积磨损率约为8.1×10· 点数 mmNm,耐磨性能极为优异.小载荷的维氏硬度 图1钢球对磨时的轮廓形貌 测试更进一步表明涂层的维氏硬度是基体的10 Fig.I Wear track profile in the test using a steel ball 倍以上，达2500V左右. 0 2 0.8 4 欧 8 3 4 -10 行程/cm 0 8 1216 20 图2钢球对磨时的摩擦因数 点数 Fig.2 Variation of friction coefficient in the test using a 图4陶瓷球对磨时的轮廓形貌 steel ball Fig.4 Wear track profile in the test using a ceramic ball 膜与45Cr钢球对磨时轮廓形貌和摩擦因数随实 0.8 验时间的变化.从图中可以看出，试样1与钢球 对磨时，初始摩擦因数很不稳定.达到平稳状态 0.6 时，涂层的表面磨损外观不太均匀，出现轻微的 0.4 “犁沟”（见图3）.由磨痕表面形貌及成分分析可 知，由于两种材料在弹性变形和塑性变形方面有 0.2 很大的差别，在平稳阶段二者进行的主要是粘着 磨损：Fe及少量由摩擦所导致的高温氧化生成的 0 0 4 6 F®O粘着在膜层的表面，致使在平稳阶段钢球 行程cm 无法再与陶瓷膜层进行摩擦， 图5陶瓷球对磨时的摩擦系数 Fig.5 Variation of friction coefficient in the test using a ce- ramic ball 4结论 铝合金材料经过微弧氧化表面改性处理后， 涂层的表面磨损外观比较均匀，并且磨损痕迹也 比较轻微，而未经过微弧氧化处理的基材样品， 20 um 其磨损状况就出现了“犁沟”现象，小载荷的维氏 硬度测试进一步证明，徽弧氧化陶瓷膜层的表面 图3样品1表面磨损形貌 硬度达到2500HV,是基体的10倍以上.由此可 Fig.3 Surface wear profile of No.I sample 见，铝合金材料经过微弧氧化表面改性处理后，李 金 富等 铝合 金微弧氧化 陶瓷层 的耐磨性 点数 图 钢 球对 磨时的轮廓形 貌 节触 川 奴 图 和 图 为 合 金 表面 微 弧氧 化 膜 与 钢 球对 磨 时轮 廓形 貌和 摩 擦系数 随实验 时 间 的变化 从 图 中可 以看 出 ， 试 样 与 陶 瓷 球对 磨 时 ， 涂 层 的表 面 磨损 外观 比较 均匀 由于两 种 材料 弹性变 形和 塑性 变形 的高温稳 定性 ， 二 者进 行 的是 磨料 磨损 初 始 摩 擦 因 数 比较 高 ， 达 到 左 右 ， 随后 稳 步下 降逐渐 达 到平 稳状 态 ， 此 时摩 擦 因数在 左 右 ， 体 积 磨损 率 约 为 一 加 ， 耐 磨 性 能极 为优 异 小载荷 的维 氏硬度 测试 更进 一 步表 明涂 层 的维 氏硬度 是 基 体 的 倍 以上 ， 达 左 右 侧殴、日二 巧 赊一 侧、殴日兰 一 撅澎锻因 行程 图 钢球对 磨时的摩擦 因数 币 恤 伙 皿 名 一 点数 图 陶瓷球对磨 时的轮 廓形 貌 咭 七 川 加 血 恤 吸堵锻象 一卜爪︸闷川曰荀一洲︺月叨份翎日洲”，门 膜 与 钢 球对 磨 时轮廓 形貌和 摩 擦 因数 随实 验 时 间 的变 化 从 图 中可 以看 出 ， 试 样 与钢 球 对 磨 时 ， 初 始摩 擦 因数 很 不 稳 定 达 到平 稳状态 时 ， 涂 层 的表面 磨损 外观 不 太 均匀 ， 出现 轻微 的 “ 犁 沟 ” 见 图 由磨 痕表 面 形貌 及 成 分 分析可 知 ， 由于两 种 材料在弹性变 形和 塑性变形 方面 有 很 大 的差 别 ， 在平 稳阶段 二 者进行 的主 要 是粘着 磨损 及 少量 由摩擦 所 导致 的高温氧化 生成 的 仇 ， 粘着在膜 层 的表 面 ， 致 使在 平 稳 阶 段 钢 球 无法 再 与 陶 瓷膜 层 进行 摩擦 ‘ 一 一二 一 山一 ‘ 行程 图 陶瓷球对磨时的摩擦 系数 哈 仿 皿 恤 皿 · 图 样 品 表面 磨损形貌 啥 门句 · 晓 结 论 铝 合 金材料经 过微 弧氧化 表 面 改性 处理 后 ， 涂层 的表 面 磨损 外 观 比较均匀 ， 并且 磨损 痕迹 也 比较 轻微 ， 而 未经 过 微 弧氧 化 处 理 的基 材样 品 ， 其磨损状 况就 出现 了 “ 犁沟 ” 现象 小载荷 的维 氏 硬度测试进一 步证 明 ， 微 弧氧 化 陶 瓷膜层 的表面 硬 度达到 ， 是基 体 的 倍 以上 由此 可 见 ， 铝 合 金 材 料经 过微 弧氧化表 面 改性 处理 后