Si2N3陶瓷球具有高承載、輕質(zhì)、減振降噪以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn),作為滾動(dòng)體廣泛用于高速高精密軸承中。針對(duì)軸承球與滾道間的微動(dòng)摩擦磨損行為,以不同燒結(jié)工藝制備的具有不同燒結(jié)助劑配方的Si2N3陶瓷球?yàn)檠芯繉?duì)象,開展其與軸承鋼在不同潤(rùn)滑環(huán)境中的微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn),分析比較了Si2N3陶瓷球燒結(jié)工藝和助劑配方對(duì)摩擦狀態(tài)與損傷程度的影響。
結(jié)果表明:無(wú)潤(rùn)滑條件下,5AlEr和3AIY助劑配方的Si2N3陶瓷球具有更穩(wěn)定的摩擦狀態(tài)和更低的磨損程度;脂潤(rùn)滑條件下5AIEr助劑配方結(jié)合GPS1850燒結(jié)工藝制備的Si2N3陶瓷球表現(xiàn)出更加優(yōu)異的耐磨損性能(磨損低至(6.10±1.06)x10-4mm2)和低且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)(~0.127),并與對(duì)偶軸承鋼表現(xiàn)出良好的摩擦適配性。一方面適當(dāng)提高GPS溫度和選擇陽(yáng)離子半徑較小的燒結(jié)助劑有助于提高Si2N3陶瓷球的耐磨性能;另一方面,重載高頻微動(dòng)摩擦過(guò)程中磨損表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一層主要由鉬和鐵的氧化物以及潤(rùn)滑脂中的極壓抗磨劑等組成的強(qiáng)黏附摩擦膜,可進(jìn)一步保護(hù)Si2N3陶瓷球和軸承鋼的磨損。并進(jìn)一步揭示了Si2N3陶瓷球摩擦損傷、剝落和疲勞裂紋的損傷行為與磨粒磨損、黏著磨損和疲勞損傷,以及摩擦化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的損傷機(jī)制。
實(shí)驗(yàn)使用皓越科技以下設(shè)備完成-G2氣壓燒結(jié)爐: