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球墨铸铁表面石墨去除技术及其应用前景

原位织构; 摩擦学性能; 涂层-基材界面; 球墨铸铁.

球墨铸铁因其良好的铸造性、可加工性和经济的价格，被广泛的应用于制造曲轴、凸轮轴、齿轮和制动部件等关键零部件。摩擦磨损是造成上述零部件失效的主要因素之一，因此提高球墨铸铁所制的零部件的摩擦、磨损和润滑性能对于降低能耗、降低运维成本和延长服役寿命至关重要。表面织构和涂层能够有效提高零部件表面的摩擦学性能。因此，提出一种球墨铸铁表面球状石墨去除技术，基于石墨和基体材料间的硬度差异，通过硬质磨料打磨实现对表面球状石墨的占位，从而形成原位织构，被占位置出的石墨在粗糙表面形成打磨层。表面原位织构可通过提高油膜压力、捕获磨粒来提高表面摩擦学性能，形成的打磨层在一定程度上可以提供固体润滑。实验结果表明，在干摩擦和油润滑条件下，形成原位织构的球墨铸铁的摩擦系数和磨损率均得到了有效的降低。此外，将打磨层通过抛光去除，能够大幅降低基材表面的含C量，在此基础上加工涂层可以避免涂层-基材界面马氏体、渗碳体等硬脆组织和气孔、微裂纹等缺陷的形成（硬脆组织对微裂纹和气孔的高敏感性使其受力后易发生断裂），从而解决涂层-基材界面的脆性和微裂纹缺陷的问题，有效提高涂层-基材的结合能力。