等离子喷涂技术是一种良好的表面改性技术,近年来应用领域不断扩大。研究表明采用等离子喷涂技术可提高零部件的耐磨、耐蚀和抗热性能。但在制动摩擦系统中等离子喷涂的应用研究还很少。以钢铁制动摩擦副作为研究背景,采用自制的销盘式摩擦磨损试验机对WC涂层与GCr15钢组成的摩擦副的制动摩擦磨损特性进行了试验研究。涂层中WC含量对涂层摩擦磨损性能的影响,随着WC含量的增加,涂层的磨损率降低,摩擦系数增加。这主要是因为WC含量增加使得涂层中的硬质相数目增加,而且硬质相在涂层中产生的弥散强化可进一步使涂层的硬度、强度增加,摩擦过程中摩擦表面的变形抗力提高,因而涂层的耐磨性和摩擦系数增大。作为一对摩擦副,不但要求本身的磨损率低,而且对配副方造成的磨损也要小,在同样的试验条件下,测得的GCr15钢盘试样磨损率分别为:与WC涂层配副11.7×10-2mg/s;与灰铸铁配副9.8×10-2 mg/s。可见,WC涂层与GCr15钢有着良好的配副性能,与灰铸铁相比耐磨性能大幅度提高,对配副材料造成的磨损率基本相当。而且摩擦系数也有明显提高,因此,WC涂层可有效提高钢铁制动摩擦副的使用性能和使用寿命。随着速度、接触压力的增加,WC涂层的磨损率增加,摩擦系数降低。随着涂层中WC含量的增加,涂层的磨损率降低,摩擦系数增加。WC涂层与GCr15钢配副的耐磨性能比基体材料(HT250)提高了两个数量级,摩擦系数高于灰铸铁,对配副材料造成的磨损率基本相当。因此,WC涂层可显著提高钢铁制动摩擦副的使用性能和使用寿命。
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