掺杂Ti对Ni基复合材料摩擦学性能的影响

作者：孔轩; 陈明辉^*; 张涛; 王福会

来源：表面技术, 2023, 52(01): 63-71.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.01.007

• 镍基自润滑材料
• 掺杂改性
• 摩擦环境
• 润滑性
• 耐磨性

目的 通过在NiCr-WS2自润滑体系中掺杂纳米Ti，提升自润滑复合材料在不同环境中的摩擦学性能。方法 通过放电等离子烧结(SPS)技术制备了NiCr(N)、NiCr-WS2(NW)、NiCr-WS2-Ti(NW15T)3种复合材料。采用SEM和EDS分析了复合材料的微观性能。通过摩擦磨损试验机分别测试了3种材料在干摩擦、去离子水和3.5%NaCl溶液中的摩擦学性能，并借助RAMAN分析磨痕的化学成分。结果 在干摩擦条件下，NW15T的摩擦因数和磨损率分别为0.38和4.2×10?5mm3/(N·m)。相较于传统的NW,NW15T的摩擦因数和磨损率分别降低了22.4%和83.7%；当在去离子水中摩擦时，虽然NW15T也具有较好的摩擦学性能，但是与NW相比优势不明显；在3.5%NaCl溶液中摩擦时，NW15T产生的腐蚀产物避免了摩擦副的直接接触，并使摩擦因数降低至0.16，磨损量降低为0.4×10?5mm3/(N·m)。与NW相比，NW15T在3.5%NaCl溶液中的摩擦因数和磨损率分别降低了38.5%和81.8%。结论 在NW传统自润滑复合材料体系中掺入Ti，原位生成了TiS和Ni3Ti，不仅提高了材料的力学性能，同时提高了复合材料在不同环境下的摩擦学性能。尤其是在NaCl溶液中，在TiS和腐蚀产物的共同作用下，NW15T的摩擦因数和磨损率大幅下降。

• 单位
  东北大学