工业纯钛TA1的高温摩擦与磨损行为

张家铭¹，余伟^1,2,3，张泽宇¹

1. 北京科技大学工程技术研究院2. 高效轧制国家工程研究中心3. 国家板带先进装备工程技术研究中心

摘 要：工业纯钛（TA1）表面塑性剪切抗力较低且氧化膜保护作用有限,在滑动摩擦时会产生严重的磨损行为。经高温氧化处理的TA1圆盘试样通过高温摩擦磨损试验机以及扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）分析,研究实验温度、氧化膜及富氧α层对TA1摩擦磨损行为的影响规律。结果表明,由于磨屑的润滑作用,在相同的载荷和磨损时间下,有氧化层TA1的摩擦因数范围在0.07～0.3,无氧化层TA1摩擦因数范围在0.55～0.9之间。摩擦磨损实验温度越高,有氧化层的TA1摩擦处的犁沟形貌分布越多、越深。对于无氧化层TA1试样,随温度升高和对磨时间的延长,裂纹更易扩展形成剥层磨损。TA1材料的主要磨损方式为剥层磨损、黏着磨损以及氧化磨损,无氧化膜及富氧α层的TA1材料黏着磨损更为严重。表面硬度和磨损机制不同造成高温下摩擦磨损性能的差异。

关键词：工业纯钛;摩擦因数;富氧α层;摩擦磨损;