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切向微动、径向微动、滚动微动和扭动微动是四种基本的微动运行模式,迄今为止,关于热喷涂涂层微动损伤的研究绝大多数都集中在切向微动方面,而两种基本模式复合的研究鲜有报道。本文在高精度微动磨损试验机上,采用球/平面接触方式,分别在40μm、80μm、120μm位移振幅下,对基材(45#钢)和超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备的WC-CoCr涂层进行了径向微动和切向微动复合的磨损试验。采用显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)和表面形貌等微观分析手段,结合微动磨损动力学特性分析,系统研究了涂层和基体的微动运行行为和损伤机理。得出的主要结论如下:(1)复合微动的载荷-位移曲线(F-D)有三种基本类型,分别为准梯形型、椭圆形型和直线形型,其中还存在一些特殊条件下的曲线类型,包括准三角形型、准四边形型和不闭合的椭圆形型;根据F-D曲线形状,可将复合微动过程划分为三个阶段,准梯形型、椭圆形型和直线形型三种基本类型的F-D曲线分别对应着阶段I、阶段II和阶段III。(2) F-D曲线随循环周次的变化,强烈的依赖于位移振幅、表面粗糙度和材料本身的性质。(3)比较基体材料和涂层的动力学行为。振幅为40μm时,45#钢在104次循环周期后,微动运行于部分滑移区,而WC-CoCr涂层运行于混合区;振幅为80μm,45#钢第I、II阶段的到来随着振幅的增加而滞后,WC-CoCr涂层在高振幅下,由于涂层硬度高,起到了良好的保护作用,微动始终处于弹塑性状态,磨损稳定。(4)详细分析3种F-D曲线对应的不同损伤阶段得出,第I阶段的磨损以微切削和粘着为主,第II、III阶段的颗粒剥落按照层剥机制进行,其中基体材料的损伤程度明显高于WC-CoCr涂层。(5)45#钢基体材料的复合微动损伤机理以磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损为主,材料以微观切削、塑性变形和层剥的方式流失;WC-CoCr涂层材料具有优良的抗复合微动磨损性能,磨损机理以疲劳磨损为主,磨损后期的层剥机制导致磨屑呈片层状剥落。