不同润滑条件下B_4C/hBN复相陶瓷与灰铸铁配副的摩擦学性能

为了解决纯碳化硼陶瓷摩擦学性能不佳的问题,设计新型复相陶瓷碳化硼/六方氮化硼(B4C/hBN)并探究其摩擦学性能,在MMU-5G型销-盘式摩擦磨损试验机上,采用纯碳化硼(B4C)陶瓷和六方氮化硼(hBN,质量分数为30%)的B4C/hBN复相陶瓷分别与灰铸铁(HT)配副进行干摩擦、乳化液润滑及20#机油润滑下的摩擦磨损实验。采用扫描电子显微镜(SEM)观察摩擦表面形貌;采用能谱仪(EDS)、X光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)表征磨面和磨屑的物质组成。研究结果表明:干摩擦条件下,纯B4C陶瓷与HT配副时,摩擦因数高达0.5,而B4C/hBN复相陶瓷与HT配副摩擦因数降低至0.2,这是由于在复相陶瓷摩擦表面生成了由Fe2O3、Fe3O4、B2O3、hBN组成的连续的表面膜的润滑作用;在乳化液润滑条件下,hBN水解导致复相陶瓷剥落,使该配副未达到流体润滑,故纯B4C陶瓷与HT配副摩擦因数低于B4C/hBN复相陶瓷与铸铁配副;当采用20#机油为润滑剂时,2配副摩擦因数相当。