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WC-Co硬质合金/SiC陶瓷机械密封环磨粒摩擦磨损性能分析

磨粒工况下，机械密封常因过大的磨粒磨损而失效。本文采用盘-盘式摩擦磨损试验机，测量了WC-Co硬质合金/SiC陶瓷机械密封环在有无SiO₂磨粒工况中的摩擦系数、磨粒磨损率和摩擦温升，并对磨损表面进行显微观察。对比分析了载荷、转速以及磨粒对两种材料耐磨性的影响，讨论了材料的磨损机制。分析结果表明，无磨粒工况下，硬质合金摩擦系数逐渐增加，分为前磨损期、过渡期和后磨损期。SiC陶瓷表面产生磨屑，起到一定的粉末润滑作用，摩擦系数同样分为三个阶段。随着转速的升高，SiC陶瓷摩擦系数略有降低，硬质合金材料摩擦系数增大且波动加剧。磨粒工况下，WC-Co硬质合金的摩擦系数与无磨粒工况下相差不大，但无明显磨损阶段。SiC陶瓷摩擦系数略高于无磨粒工况，基本比较稳定。摩擦系数对转速变化不敏感，随着载荷的增加，两种材料的摩擦系数均有所增加。硬质合金材料兼具高硬度和韧性，WC硬质颗粒对Co基体起很好的“支撑效应”，磨损量小，耐磨性很好。SiC陶瓷脆性较大，在磨粒的作用下易形成裂纹，材料多以断裂机制移除，耐磨性较差。研究结果为耐磨材料的研究和应用提供了的基础。磨粒工况下，机械密封常因过大的磨粒磨损而失效。本文采用盘-盘式摩擦磨损试验机，测量了WC-Co硬质合金/SiC陶瓷机械密封环在有无SiO₂磨粒工况中的摩擦系数、磨粒磨损率和摩擦温升，并对磨损表面进行显微观察。对比分析了载荷、转速以及磨粒对两种材料耐磨性的影响，讨论了材料的磨损机制。分析结果表明，无磨粒工况下，硬质合金摩擦系数逐渐增加，分为前磨损期、过渡期和后磨损期。SiC陶瓷表面产生磨屑，起到一定的粉末润滑作用，摩擦系数同样分为三个阶段。随着转速的升高，SiC陶瓷摩擦系数略有降低，硬质合金材料摩擦系数增大且波动加剧。磨粒工况下，WC-Co硬质合金的摩擦系数与无磨粒工况下相差不大，但无明显磨损阶段。SiC陶瓷摩擦系数略高于无磨粒工况，基本比较稳定。摩擦系数对转速变化不敏感，随着载荷的增加，两种材料的摩擦系数均有所增加。硬质合金材料兼具高硬度和韧性，WC硬质颗粒对Co基体起很好的“支撑效应”，磨损量小，耐磨性很好。SiC陶瓷脆性较大，在磨粒的作用下易形成裂纹，材料多以断裂机制移除，耐磨性较差。研究结果为耐磨材料的研究和应用提供了的基础。