滚压诱导纯铜梯度纳米晶层及其微动磨损性能

摘要

为提高滚压铜的表面性能,采用剧烈塑性变形方式的滚压工艺,通过加大滚压力进行多次滚压,实现了纯铜表层梯度纳米化,并在干摩擦条件下对滚压样和粗晶样进行了球/平面微动磨损实验,考察滚压对组织结构、表面结构和摩擦磨损性能的影响,分析纳米晶铜的磨损机制.结果表明：所获得的滚压样的表面晶粒尺寸范围为4 ～ 18nm,平均晶粒尺寸约为9 ～ 10nm;滚压样的表面粗糙度从粗晶样的1.50 μm显著降低到0.55 μm,显微硬度从粗晶样的52.2大幅提高到120.0;滚压样在实验负载范围内均具有比粗晶样更好的抗摩擦磨损性能;滚压样在低负载下以磨粒磨损、疲劳磨损为主,在高负载下以磨粒磨损、粘着磨损为主.