金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展

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1、8金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展马红玉等金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展*马红玉，张嗣伟(石油大学(北京)机电工程学院，北京102200)摘要：对金属基复合材料涂层的减摩抗磨性能和制动摩擦性能、涂层的摩擦磨损机理和影响涂层摩擦磨损性能若干因素的研究现状进行了综述，并指出有关涂层材料与基体的匹配规律、不同基材上涂层制备工艺的优化、多组元涂层及多层涂层的设计和制备工艺、纳米尺度涂层技术、涂层内应力的控制、涂层减摩抗摩机理以及制动摩擦机理等方面是今后在金属基复合材料涂层摩擦学方面值得进一步研究的问题。关键词：金属基复合材

2、料涂层；减摩抗磨；制动摩擦；涂层摩擦学中图分类号：TG174.44；TH117文献标识码：A文章编号：1007−9289(2005)01−0008−08ProgressinStudiesonTribologyofMetal-basedCompositeCoatingsMAHong-yu，ZHANGSi-wei(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，UniversityofPetroleum，Beijing102200China)Abstract:Theprogressins

3、tudiesonthetribologicalpropertiesandthebrakingfrictionbehaviors,aswellasthefrictionandwearmechanismsofmetal-basedcompositecoatingsisreviewed.Somefactorsinfluencingthefrictionandwearbehaviorsofthecoatingsaredescribed.Moreoversomeproblemsneededtobeinvestigatedfurth

4、erinthefieldoftribologyofmetal-basedcompositecoatings,suchasthematchinglawofsubstratesandcoatings,theoptimizationofcoatingpreparationtechniques,thedesignandpreparationtechniqueofmultilayerandmulticomponentcoatings,thenanocoatingtechnology,thecontrolofcoating’sint

5、ernalstress,thecoating’sbrakingfrictionmechanismandfriction-reductionandwear-resistancemechanisms,arepointedout.Keyword：metal-basedcompositecoatings;friction-reductionandwear-resistance;brakingfriction;tribologyofcoatings0引言料无法具备的新的性能,因而成为目前涂层中极具[1,2]应用潜力的研究对象。文中

6、仅就金属基复合材料金属基复合材料涂层具有耐高温、耐磨损、导涂层摩擦学的研究进展作一综述。电导热性好、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等优良特性，而其优异的摩擦学性能更使它在摩擦1金属基复合材料涂层减摩抗磨性能的研究学领域倍受青睐，有关金属基复合材料涂层的摩擦现状磨损性能的研究方兴未艾。Subramanian等根据涂层1.1单一涂层的发展历程把涂层技术分为3代：第1代涂层指传统单一涂层是指传统的单组分单层涂层，主要包的单组分涂层，如TiN涂层，已广泛应用于刀具、括金属涂层、金属化合物涂层、陶瓷涂层等。金属模具、量具及轴承；

7、第2代指二元复合涂层，如涂层中，采用的各种金属离子注入的方法，可提高Ti−C−N、Ti−B−N、Ti−Al−N，已初步应用于某些注入金属表面的硬度，降低表面的摩擦因数，提高耐磨部件上；第3代指新近出现的多层涂层及多组表面抗磨损性能，如H13钢表面注入Ti离子[3]。另外，元复合涂层，即运用一种或多种表面工程技术将具如镀铬层，它具有耐磨、减摩、耐热、耐腐蚀、摩有不同性能的材料组合到同一体系中以得到单一材擦因数低、防咬合等特点，能改善模具表面性能，[4]提高模具寿命。陶瓷涂层中最典型的代表是TiN收稿日期：2004−12−0

8、1；修回日期：2005−01−06[5~7]基金项目：*高等学校博士学科点专项科研基金(20020425005)涂层，研究表明，TiN涂层与基材结合良好，与作者简介：马红玉(1977−)，女(回)，新疆米泉人，博士生。基体相比，其力学性能优异，摩擦因数小，耐磨性中国表面工程2005年第1期(总第70期)9好，已广泛应