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关键词： 钴基复合材料   SrSO4   高温自润滑   高温   磨损  

摘要： 核工业和航空航天工业系统中的一些核心运动部件（如轴承）需要在高温、高速、高载荷工况下工作。因此,运动部件在宽温域下的摩擦磨损性能是影响系统的稳定性和耐久性的重要因素。钴基合金以其较高的硬度和优异的高温强度被广泛应用于高温领域部件的设计和开发。然而,目前一些钴基合金不足以承受高温下磨损,不能满足高温零件的耐磨性要求。为提高轴套和轴承的高温耐磨性,可以通过添加固体润滑剂来改善合金宽温域内的摩擦学性能。本文采用真空热压烧结法,选择CoCrW合金为金属基体,以SrSO4为固体润滑相,设计制备高温自润滑复合材料。系统地研究了测试温度、力学性能、施加载荷和滑动速度对复合材料高温摩擦学性能的影响,分析了不同工况条件下的润滑和磨损机理。首先对CoCrW-SrSO4高温自润滑复合材料物理化学性能进行了系统性研究。结果表明SrSO4在烧结过程分解并与金属基体发生固相反应生成Cr2O3、Co Cr2O4、Sr Cr O4和Cr2S3。同时,Cr、W与Co元素发生高温固溶反应形成了γ（fcc）相,并且在冷却过程中部分γ（fcc）相转变为ε（hcp）相。复合材料的密度、致密度、显微硬度、压缩强度、压缩应变以及弯曲强度随着SrSO4的增加而不断降低。虽然固体润滑剂SrSO4的添加导致复合材料的力学性能有所降低,然而固相反应改善了基体与固体润滑剂之间的润湿性有利于改善复合材料的高温抗磨损性能。然后,在室温至800℃范围内研究了SrSO4（4.0 wt.%、9.0 wt.%和14.0 wt.%）对CoCrW基复合材料高温摩擦学性能的作用。研究结果表明,高温下磨损表面形成了含有原位生成的固体润滑剂、氧化物以及摩擦化学反应产物的润滑膜,提高了CoCrW基复合材料的高温润滑性能。然而,SrSO4含量过高会使得复合材料基体的次表面难以支撑氧化物润滑膜,导致磨损率增大。综合来看,含有9.0 wt.%SrSO4的CoCrW基复合材料具有理想的摩擦学性能。相较于CoCrW合金,CoCrW-9 wt.%SrSO4在600℃和800°C时的耐磨性分别提高了约15倍和4倍。可以发现SrSO4含量和测试温度对自润滑复合材料的摩擦学性能有较大影响。最后,在600℃下系统地研究了施加载荷和滑动速度对复合材料高温减摩抗磨性能的影响,并分析了复合材料的磨损机理。研究结果发现滑动速度和施加载荷的增加使得摩擦热增加,加速了磨损表面的摩擦化学反应,降低复合材料的摩擦系数。在较高的滑动速度和施加载荷下,剥落的磨屑被快速碾压和高载荷挤压的共同作用下形成润滑层从而提高了复合材料的耐磨损性能。CoCrW-SrSO4高温自润滑复合材料在不同工况下均表现出优异的耐磨损性能。

关键词： 车轮磨损   滚动摩擦磨损性能   LIBS技术   晶粒度等级   表面粗糙度  

摘要： 铁路作为现代综合交通运输体系的核心部分,对铁路运输能力的提升和各国经济的发展有重要的作用。然而,在列车的长期服役过程中,轮轨磨损、滚动接触疲劳损伤问题的出现严重影响着高速列车的运行安全和服役寿命。传统的车轮磨损检测方法虽能获得产品的性能参数,但容易出现漏检漏修现象,已不能满足车轮的低成本、实时检测的需求。为此,探索一种既具备快速检测特点、又能够预测车轮失效趋势的新技术和新方法至关重要。车轮在磨损过程中会导致其晶粒度等级和表面粗糙度等参数发生变化,而这些参数直接影响着车轮的力学性能和物理特性,从而对高速列车的运行安全造成影响。本研究以我国高速铁路运营常用的ER8车轮钢和U75VG钢轨钢作为研究对象,以寻找出一种快速、准确的车轮磨损检测方法为目标,首先针对高速列车车轮晶粒度等级和表面粗糙度对其滚动摩擦磨损性能的影响进行探究,然后采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术结合化学计量学方法对车轮晶粒度等级和表面粗糙度进行检测,完成对列车车轮晶粒度等级和表面粗糙度的快速分类判别分析。研究的主要内容和结论如下:(1)分别采用不同晶粒度等级和不同表面粗糙度的ER8钢为研究对象,采用GPM-30型轮轨滚动接触疲劳试验机对其磨损程度分析。研究发现样品晶粒度等级越高,其稳态平均摩擦系数越小。样品磨损率与晶粒度等级成反比关系,9.5级晶粒度样品的磨损率最高,在磨损过程中9.5级晶粒度样品表面磨损最严重,而11.0级晶粒度样品磨损后表面氧化严重,摩擦系数较小。而样品表面粗糙度越大,其稳态平均摩擦系数也越大,磨损率与表面粗糙度成正比关系,表面粗糙度为1.726μm的样品磨损率最高,磨损过程中表面粗糙度为1.726μm的样品磨损程度最为严重,样品表面有大量的剥落现象;而表面粗糙度为0.025μm的样品表面相对光滑,样品表面产生的摩擦氧化物最多。研究结果表明不同晶粒度等级和不同表面粗糙度样品的摩擦磨损性能均存在差异,且分别呈现出一定的相关关系。(2)应用激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术对不同晶粒度等级的ER8钢发射激光脉冲。通过分析样品的特征光谱,发现基体元素Fe和合金元素(Cr、Mo、Co)的谱线强度与样品晶粒度等级有明显的关系。针对研究得到的相关关系将谱线强度用作输入变量采用不同的预处理方法进行处理并建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型。研究结果显示,光谱数据经过标准正态变量变换(SNV)后所建立的晶粒度等级判别模型性能最优,其判别模型预测准确率为90%。在此基础上,利用不同的波长筛选方法进行变量筛选,比较基于不同特征波长筛选的模型效果。结果表明,经竞争性自适应重加权算法(CARS)选取后建立的模型性能最好,预测集准确率为96.7%。(3)应用LIBS技术针对不同表面粗糙度的ER8钢的光谱特性进行研究,实验发现样品表面粗糙度越大其基体元素Fe和合金元素(Cr、Mo、V)的谱线强度越强,相应的基体元素和合金元素的离子线与原子线的强度比值、合金元素和基体元素的谱线强度比值越小。接着分别将谱线强度、谱线强度结合谱线强度比值作为输入变量,选择不同的预处理方法建立随机森林(RF)表面粗糙度定性判别分析模型。在用谱线强度建立的模型中,SNV处理后建立的模型性能最优,其判别模型预测准确率为88.1%。在用谱线强度结合谱线强度比值建立的模型中,同样是SNV预处理后建立的模型性能最优,其判别模型预测准确率为93.2%。研究结果表明,将谱线强度结合谱线强度比值用作模型的输入变量建立的模型效果最优,误判个数更少,模型准确率也更高,更适合用于解决高速车轮表面粗糙度的检测问题。综上:高速列车车轮晶粒度等级和表面粗糙度会影响其滚动摩擦磨损性能,同时利用LIBS技术可以实现对车轮材料的晶粒度等级和表面粗糙度快速分类检测,可将其用于现场诊断、评估车轮表面晶粒度等级和表面粗糙度。

关键词： 高速列车   制动盘   高温性能   热疲劳裂纹   摩擦磨损  

摘要： 制动盘是高速铁路列车制动装置最为关键的零部件之一,在服役过程中制动盘的可靠性对列车安全有直接的影响。目前高速列车制动盘的失效原因主要来自于两个方面,一是服役过程中盘面的不均匀磨损使制动盘磨耗加剧,二是热疲劳裂纹的扩展导致盘体发生断裂。因此结合这两个问题,对制动盘进行失效机理、摩擦磨损性能以及热疲劳性能研究具有重要意义。本文以CRH5车型制动盘为研究对象,从制动盘材料的自身特性出发,进行盘面裂纹分析、力学性能分析、热疲劳性能分析以及摩擦磨损性能分析。本论文主要研究内容如下:(1)研究制动盘盘面裂纹特性,对盘面裂纹进行分析,同时分析制动盘不同厚度方向的组织,研究其组织演化规则及力学性能差异。发现了制动盘的盘面裂纹主要为热疲劳裂纹,裂纹断口氧化严重,裂纹的形成滞后于组织的演化。24Cr Ni Mo钢在厚度方向的组织发生演化,形成三种组织分别是白层组织、热影响区组织以及基体回火索氏体组织。晶粒在大角度晶界处结晶,白层组织的形成是热应力与压应力导致的,由表层至基体硬度呈现先降低后升高的趋势,基体组织比白层组织具有更好的综合力学性能。(2)研究了制动盘材料在-25℃和25℃的冲击性能,分析了24Cr Ni Mo钢白层组织与基体组织的摩擦磨损性能。发现了制动盘材料具有良好的抗冲击性能,白层组织以磨粒磨损为主,对试样的磨削深度较大;基体组织以黏着磨损为主,形成第三体膜,隔绝盘试样与销试样的直接接触,磨损性能优于白层组织,故应当定期对盘面形成的白层组织进行车削,从而减少对盘体的磨损。随着载荷的增加,摩擦系数先增加后降低,磨损形式逐渐由磨粒磨损转变为黏着磨损。(3)研究了制动盘材料的高温力学性能以及冷热疲劳性能。研究结果表明:24Cr Ni Mo钢的强度随着实验温度的提高强度逐渐下降,在高温下材料表面发生脱碳,所以延伸率呈现先升高后下降的趋势。热疲劳实验中,随着循环周次的增加,裂纹的扩展面积与扩展长度逐渐增加。在25-600℃的冷热循环实验中,组织形态未见明显变化,说明24Cr Ni Mo钢在600℃以下具有很强的组织稳定性;在25-700℃的冷热循环实验中,组织形态发生演化,回火索氏体脱碳再结晶形成粒状结构。裂纹的扩展沿着富碳区进行。在25-700℃厚试样的实验结果表明,试样的厚度增加,导致裂纹进入快速扩展阶段的周次延后。

关键词： 激光加工   表面织构   表面润湿性   摩擦磨损性能  

摘要： 一般来说,根据表面织构相对于基体表面的位置,能够将其分为凹织构和凸织构两种织构类型,凹织构和凸织构都具有自身独特的优势。本文首先结合仿生学设计了凹凸织构的几何形状并研究了激光加工参数对凹凸织构形貌的影响,其次研究了不同润滑介质下凹凸织构对表面润湿性能的影响,最后研究了不同条件下凹凸织构对表面摩擦磨损性能的影响。利用脉冲光纤激光器在硬质合金和高速钢材料表面分别制备了仿生月牙形凹织构和仿生月牙形凸织构,结果表明:相较于硬质合金材料来说,高速钢材料更容易被激光加工,加工出来的织构深度更深,但加工出来的表面质量更差;凹织构、凸织构的深度和激光加工区域的粗糙度会随激光功率、脉冲频率、扫描次数的增大而增大,随扫描速度增大而减小。扫描次数对织构的深度和粗糙度影响最大,脉冲频率影响最小;针对不同凹凸织构表面得出了最佳激光加工参数,对于硬质合金材料来说,当功率为6 W、速度为200 mm/s、频率为30 kHz、次数为2次时,得到形貌质量较好的凹织构表面,当功率为6 W、速度为200 mm/s、频率为20 kHz、次数为2次时,得到形貌质量较好的凸织构表面。对于高速钢材料来说,当功率为6 W、速度为200 mm/s、频率为20 kHz、次数为1次时,得到形貌质量较好的凹织构表面,当功率为4 W、速度为200 mm/s、频率为20 kHz、次数为3次时,得到形貌质量较好的凸织构表面。选用去离子水、切削液、润滑油三种润滑介质,测量了凹凸织构表面的接触角大小以及铺展面积,结果表明:三种不同的润滑介质在硬质合金织构化表面的接触角都比光滑基体更大。当润滑介质为去离子水时,高速钢织构化表面的接触角都比光滑基体更大,接触角最大约为97.51°;当润滑介质为切削液时,高速钢凸织构表面的接触角会增大,高速钢凹织构表面的接触角会减小,接触角最大约为53.42°,最小约为26.28°。当润滑介质为润滑油时,高速钢织构化表面的接触角则都会减小,接触角最小约为18.43°;对于硬质合金材料,当润滑介质为去离子水和切削液时,液体在凹织构表面铺展面积比凸织构表面更大,润滑介质为润滑油时则相反。对于高速钢材料,无论是哪种润滑介质,液体在凸织构表面的铺展面积都比凹织构表面的更大。研究了不同摩擦条件下凹织构和凸织构对表面的摩擦磨损性能的影响,结果表明:对于硬质合金试样来说,凹织构和凸织构都具有减摩效果,凸织构表面比凹织构表面减摩效果更好,与光滑基体相比摩擦系数降低了约为46.9%。对于高速钢试样来说,凸织构表面具有增摩效果,凹织构表面一个摩擦方向增摩一个方向减摩,织构化试样摩擦系数最大降低了约为9.2%,最大增加了约为12.9%;对于硬质合金材料来说,润滑介质为切削液时,凸织构表面的摩擦系数低于凹织构表面,且硬质合金表面的接触角越大,摩擦系数就越小。润滑介质为润滑油时,同样是凸织构表面的摩擦系数低于凹织构表面,且硬质合金试样表面的接触角越大,摩擦系数就越小;对于高速钢材料来说,润滑介质为切削液时,凹织构表面的摩擦系数低于凸织构表面,但摩擦系数与接触角之间无明显关联。润滑介质为润滑油时,同样是凹织构表面的摩擦系数低于凸织构表面,高速钢试样的摩擦系数随表面接触角的增大而增大。

关键词： 分级破碎机   Tavares   非球形颗粒   磨损   优化  

摘要： 分级破碎机作为矿石破碎的重要设备,随着矿石资源的不断开发,国内外对于分级破碎设备的需求也越来越大。由于分级破碎设备设计理论不够完善,使得分级破碎设备难以长时间、高效率的运行。以唐山某公司生产的分级破碎机为研究对象,使用离散元方法对分级破碎机的破碎过程和磨损情况进行分析,使用有限元方法对不同工况下的破碎齿强度进行研究,并对破碎齿进行优化。基于Bonding接触模型建立球形颗粒的破碎模型,通过对不同齿辊转速下三种硬度的物料进行破碎仿真对比,综合考虑颗粒的完全破碎时间和设备受力情况,确定齿辊转速为2.2rad/s、颗粒硬度为f2时,破碎效率最高。基于Tavares接触模型建立非球形颗粒的破碎模型,对分级破碎机的破碎过程进行了仿真分析,得到了齿辊转速、齿数和齿形对颗粒完全破碎时间、破碎后颗粒粒径分布以及齿辊和衬板受力的影响规律,选取最佳的齿辊转速、齿数和齿形。基于破碎齿在实际生产中磨损与折断的两个主要失效形式,以离散元法对破碎齿的磨损进行定性分析,得到破碎齿主要磨损区域与可能的磨损原因。分别计算了正常工况下以及破碎齿卡死工况下的受力情况,采用ANSYS Workbench对破碎齿进行分析,得到了破碎齿的应力和变形情况,并对破碎齿的齿面倾角进行优化,优化后,破碎齿的应力减小10.31%,变形减小2.96%。图51幅;表26个;参70篇。

关键词： 牙科陶瓷   抛光工艺   摩擦磨损   3D打印   氧化锆  

摘要： 目的：　　为研究抛光工艺对3D打印氧化锆陶瓷磨损性能的影响，使用3种临床常用的抛光套装对3D打印及CAD/CAM氧化锆试样表面抛光，比较抛光以后各组氧化锆试样的摩擦磨损性能、相变情况、表面粗糙度及表面形貌，为3D打印氧化锆工艺应用于口腔临床提供指导和建议。　　方法：　　使用SLA打印机制备15mm×15mm×2.5mm的3D打印氧化锆试样，选用爱尔创和吉尔巴赫氧化锆全瓷块切割成15mm×15mm×2.5mm的CAD/CAM氧化锆试样，将试样放入箱式炉中按照一定烧结曲线进行烧结。各组挑选完成烧结的表面均一，无裂纹瑕疵的试样，随机分成4组（每组10个），阴性对照组不做任何表面处理，3组抛光处理组分别使用EVE抛光套装、道邦抛光套装及稳昊抛光套装，按照厂家指导说明完成表面抛光处理。　　使用激光共聚焦显微镜测量各组的表面粗糙度，并进行三维模型重建观察。每组取5个试样，在试样表面取5个位点进行线粗糙度（Ra值）的测量，测量方向选择垂直于试样的抛光时的打磨方向，同时测量5个550μm×550μm大小位点的面粗糙度（Sa值），每个实验组各25个点取平均值进行统计学分析。使用X射线衍射仪对各组试样进行相变检测分析。　　在完成表面粗糙度实验和相变实验后，使用微摩擦试验机在人工唾液环境下与离体牙牙尖牙釉质进行对磨试验，测量摩擦系数、动态摩擦系数变化及磨损实验前后的磨损量，计算氧化锆与牙釉质的磨损量之比来评价磨损性能。　　采用扫描电镜进行各组试样表面形貌的观测。每组随机选出一个完成摩擦实验的试样，喷金后，放入扫描电镜中抽真空后进行观测表面形貌。观测倍数为500倍、1000倍、2000倍及5000倍。　　结果：　　1.3D打印氧化锆试样在进行抛光后，其粗糙度接近CAD/CAM试样，差异无统计学意义。三维形貌观察可见抛光后试样表面明显平整。　　2.3D打印试样、爱尔创试样及吉尔巴赫试样在进行抛光工具抛光后，平均摩擦系数均有所下降，且动态摩擦系数变化幅度普遍降低,差异有统计学意义。不同抛光工具处理的平均摩擦系数差异无统计学意义。抛光后对牙釉质的磨损也显著改善。　　3.抛光过程不会导致3D打印氧化锆出现明显的相变。　　结论：　　3D打印氧化锆在经过抛光处理后，其磨损性能与商用CAD/CAM氧化锆相接近，且不会产生明显相变，能满足临床需求。临床常用的抛光工具对3D打印氧化锆均有较好的抛光效果。

关键词： 硬质刀具   车削加工   钛合金   刃口钝化   切削性能  

摘要： 钛合金具有比强度高、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于航空航天领域。又因其导热系数小、化学活性高，属于典型难加工材料。切削钛合金过程中，往往会出现切削力大、温度过高的情况，导致加工质量难以把控，刀具磨损严重。随着机械制造不断进步，对刀具切削性能提出更高要求。目前主要通过细化晶粒、涂层技术和刃口钝化法来提高刀具的切削性能。钝化后的刀具刃口形状复杂，并不都是规则的圆弧，采用K因子法对非对称刃口进行表征。本文基于有限元仿真，研究刃口形状因子对刀具切削性能的影响规律，对刃口结构进行优化设计。结合车削试验，观察刀具微观形貌，分析刃口结构对刀具磨损的影响及刀具磨损机理。主要工作内容如下：　　（1）基于有限元相关理论知识，建立二维正交切削模型。提取仿真与试验切削力数值进行比较分析，验证有限元模型的正确性。理论分析金属切削变形过程，认为在弹塑性变形中切削力和切削温度是影响刀具磨损的关键因素，将这两个物理量作为评判刀具切削性能依据。有限元模拟车削，分析切削参数对切削力、切削温度的影响，确定合理的切削参数。　　（2）采用有限元模拟与单因素试验结合法，选用不同形状因子仿真与干切削试验，分析刃口形状对切削力，切削温度，前、后刀面微观形貌的影响。结果表明：刀具经过钝化，切削性能有明显的提高;经钝化后刃口几何形貌的改变会影响刀具切削性能，形状因子K＞1时刀具切削性能优于其他刃口结构。　　（3）采用有限元仿真分析前刀面钝化值Sγ和后刀面钝化值Sα对刀具寿命和加工质量的影响规律。结果表明：前刀面钝化值Sγ对刀具切削性能影响大;且在保持形状因子一致的K前提下，Sγ=40μm，Sα=25μm的刃段组，车削过程中最高切削温度最低，刀具性能和加工精度最优。　　（4）通过车削试验，观察切削刃微观形貌和元素能谱分析，结果发现：未钝化刀具出现崩刃现象，粘结现象严重，刀具材料剥落;通过钝化处理制备非对称刃口刀具能够有效减少刀具磨损，提高加工精度和表面质量。刀具主要磨损机制机理是粘结、扩散和氧化的综合作用。

关键词： 同步器   摩擦磨损   等离子喷涂   涂层   20CrMnTi  

摘要： 同步器是变速箱的重要零部件之一,它在汽车行业中有着广泛的应用,对保证汽车的换挡平顺性和可靠性有着重要作用。其主要依靠摩擦作用来达到同步转速的效果,在这个摩擦的过程中,同步环的锥面会产生磨损,当磨损达到一定程度后,同步器就会失效,影响换挡效果,严重情况下甚至会威胁到驾驶安全。特别地,电动汽车变速器换挡机构的动力来源于电机,其换挡力远大于一般的手动变速器,在这样的情况下,同步器更加容易发生磨损失效。因此,本论文着眼于电动两挡变速器（EAMT）用同步器的摩擦磨损分析及其耐磨改性研究,通过对同步器的原材料20CrMnTi钢实施表面改性处理,增加其耐磨性能和磨损寿命。主要的工作内容有: （1）探究了同步器的结构与工作原理,并结合摩擦学相关理论,分析了同步器的磨损来源与类型,在Archard磨损模型的基础上建立了同步环的换挡次数——即磨损寿命模型。 （2）在Romax软件里建立了电动两挡EAMT模型,通过仿真分析得到了该型变速器在不同行驶工况条件下其同步器锁环产生的应力结果,以其中一个换挡过程为例,计算了该型变速器用同步器的换挡次数。 （3）为了增加同步器的磨损寿命,本文研究通过在其原材料表面喷涂硬质涂层对其进行耐磨改性,以提高耐磨性能。分别选用了铁基合金粉末、Al2O3-Ti O2陶瓷、铁基合金与WC的混合物这三种材料作为涂层材料,在20CrMnTi的表面经过等离子喷涂法处理,制作了三种涂层,通过SEM分析了涂层表面与截面的微观形貌,并利用EDS测定了涂层的元素种类与含量、采用XRD技术分析了涂层的物相组成。 （4）进一步地,涂层的摩擦磨损性能通过摩擦试验机进行测试,涂层的维氏硬度借助显微硬度计进行测量;通过摩擦系数、体积磨损量计算和磨痕形貌对比,综合分析涂层的耐磨性能优劣。最后,根据同步器齿环的磨损寿命模型与实验结果,计算了涂层改性后的同步器齿环磨损寿命,与改性前的磨损寿命进行对比。

关键词： 压机球头   多弧离子镀   TiN涂层   AlCrN涂层   摩擦磨损   耐腐蚀性  

摘要： 球头作为高速精密压力机的核心构件,其服役性能直接影响压力机的工作精度、使用效率和寿命。压机球头的摩擦磨损、耐腐蚀性能直接影响其服役性能。本文采用在球头表面气体渗氮的基础上,运用多弧离子镀工艺沉积TiN涂层和AlCrN涂层,提高其表面耐磨性和耐腐蚀性,本文的主要工作和结论如下:(1)采用气体氮化对压机球头进行表面强化。最佳工艺参数为:渗氮温度550℃,渗氮时间5.5 h,渗氮气压80Pa。渗氮层平均厚度174.52 μm,平均硬度520.4HV0.025,表面粗糙度Ra 0.461 μm,为压机球头表面涂层制备提供基体准备。(2)采用多弧离子镀技术,在压机球头表面涂镀TiN涂层和AlCrN涂层。TiN涂层制备工艺参数为:真空度8.8×10-3 Pa,基体温度400℃,氮气流量370sccm,基体偏压65～80V,沉积电流130A。TiN涂层平均厚度2.7μm,检测到TiN的(111)和(200)的衍射峰以及Ti2N的(300)衍射峰,平均硬度值1363.5 HV0.025。AlCrN涂层制备工艺参数为:真空度9.2×10-3 Pa,基体温度380℃,氮气流量680 sccm,基体偏压100～115 V,沉积电流155 A。AlCrN涂层平均厚度2.3 μm,检测到CrN(111)、(200)、(220)的衍射峰,平均硬度值2856.9 HV0.025。(3)对复合处理后压机球头的摩擦磨损性能进行研究。在低载条件下,选用Si3N4陶瓷球作为对磨副,采用2 N、4 N、6 N载荷进行实验,复合处理的TiN试样相对于基体磨损率分别下降了 3 8.9%、51.8%、59.1%;复合处理的AlCrN试样相对于基体磨损率分别下降了 50.0%、56.1%、61.3%。在高载条件下,选用小销盘摩擦副,采用载荷100 N、200 N、300 N进行实验,复合处理的TiN试样相对于基体磨损量分别下降了60.4%、56.3%、57.6%;复合处理的AlCrN试样相对于基体磨损量别下降了 80.7%、66.9%、65.5%。(4)采用GAMRY ESA410电化学工作站研究复合处理后压机球头的耐腐蚀性能。AlCrN、TiN、氮化和球头基体试样的腐蚀电流密度分别为:0.96μA·cm2、1.09μA·cm-2、2.44μA·cm-2、8.96 μA·cm-2;腐蚀电位分别为:-357mV、-471 mV、-562mV、-622 mV。复合处理提高了球头的耐腐蚀性能。(5)对复合处理后的压机球头进行实际工况下的寿命测试。未经任何处理的球头在6000 h失效,单一氮化处理球头在7500 h失效,工作9000 h后复合处理的球头涂层出现了局部脱落,TiN球头涂层磨损比AlCrN球头严重,但都依旧可以有效使用,说明了复合处理能够提升球头使用寿命50%以上。