EDS 分析表明，润滑膜中含有大量的Ba、Ca、F、Ag。 这是由于Ag 与氟化物具有比Ni/Cr 基底和Cr2O3 高的 热膨胀系数。温度升高后，BaF2/CaF2 和Ag 从表面上 溢出，在摩擦力的作用下发生塑性变形，最终在表面 形成润滑膜。但是，BaF2/CaF2 在常温下为脆性材料， 只有当温度超过400 ℃时，BaF2/CaF2 才能由脆性转 变为塑性材料，从而表现出优越的自润滑性能[8]。因 此，在200 ℃时，BaF2/CaF2 能够塑性变形形成润滑膜 的原因可能与HFIS304 组织结构有关。从图2 可以看 出，BaF2 与CaF2 主要位于Cr2O3 之间，而PS304 中 BaF2 与CaF2 主要分布在基底NiCr 中，与NiCr 相比， Cr2O3 具有较低的热传导性，从而使得Cr2O3 粒子中的 BaF2/CaF2 在摩擦过程中由于瞬间接触而产生的热量 无法通过Cr2O3 而快速传导出去，造成BaF2/CaF2 粒子 温度升高而发生脆性向塑性的转变。最终在摩擦面上 形成由BaF2/CaF2 与Ag 组成的光亮层，从而大大降低 HFIS304 的磨损率。然而，PS304 在200 ℃的摩擦表 面没有形成润滑膜，只有大量的磨屑存在（图7b）。 当温度为400 和600 ℃时，HFIS304 和PS304 的 磨损表面非常相像，图8 为400 ℃时涂层的磨损照 片。从图中可以看出，HFIS304 和PS304 涂层磨损表 图7 HFIS304 和PS304 200 ℃时的磨损表面形貌 Fig.7 Worn surface of HFIS304 (a) and PS304 coating (b) at 200 ℃ 第1 期 刘春晖等：Ni 基高温自润滑涂层的显微结构及磨损性能 ·75· 面都形成了连续的润滑膜，但HFIS304 涂层表面润滑 膜更完整、均匀。这主要是由于HFIS304 中自润滑相 尺寸细小，且分布更加均匀，因此形成的润滑膜就比 较均匀，最终使得在400 和600 ℃时，HFIS304 比 PS304 的磨损率分别低15%和10%。 3 结 论 1) 用高能球磨与感应烧结技术制备的HFIS304 涂层，组织致密、细小，孔隙率为10%，Cr2O3 和 BaF2/CaF2 尺寸大约为1 μm，Ag 的尺寸小于5 μm。 2) 当温度从室温升高到600 ℃时，HFIS304 的 摩擦系数和磨损率均小于相同试验条件下的PS304 |
