在自制的摩擦磨損試驗機(jī)上測定鋁基體以及等離子體電解氧化陶瓷層的耐磨性能，并用磨損失重表征，其各自的磨損失重曲線如圖3-34所示。由圖3-34可見，鋁基體的磨損曲線為線性增長趨勢，而PEO陶瓷層的磨損失重都呈現(xiàn)出一個共同的趨勢：磨損初期的磨損失重量較大、磨損較快，當(dāng)磨損一段時間后都呈現(xiàn)出平緩的趨勢、磨損量趨于零，即所謂的“平臺”趨勢。這說明經(jīng)過PEO處理的陶瓷層耐磨性較鋁基體均有明顯改善。
其中，主體系(Na2SiO3為8 g/l，KOH為2 g/l)陶瓷層的耐磨性與添加納米A12O3的較為相似，形成的“平臺”不明顯。在磨損初期，主體系陶瓷層的耐磨性能略優(yōu)于添加納米A12O3的，當(dāng)摩擦延長米超過27 m時則呈現(xiàn)相反趨勢。在摩擦延長米達(dá)到35 m時，磨損失重明顯加劇，此時陶瓷層被磨穿。添加石墨、SiC、MoS2等第二相粒子后PEO陶瓷層的耐磨性得到很大增強(qiáng)，而加入多種添加劑后，PEO陶瓷層的耐磨性，較主體系陶瓷層提高2-4倍。
分析認(rèn)為：第二相粒子能夠大量進(jìn)入PEO陶瓷層的多孔層，所以在一定程度上可改善多孔層的耐磨性。而致密層耐磨性的提高得益于添加的粒子以及無機(jī)添加劑各自的特性。石墨是由排列成六方晶格的碳原子的平行平面組成，晶格中存在位錯，有助于微晶兩極的自由移動。在摩擦過程中因平面層與層之間的結(jié)合鍵能較低，在較小的作用力下，碳原子密度高的平面即可發(fā)生滑移，而平面層卻不會崩潰。因此，
 


 
 
石墨是一種優(yōu)良的固體潤滑劑，能夠很好的增強(qiáng)PEO陶瓷層的耐磨性能；MoS2具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)，在很薄的MoS2膜層中就存在幾百個滑移面，使原有兩個金屬面的直接摩擦轉(zhuǎn)化為幾百個分子的相對滑移，減少了磨損。因此，MoS2能夠發(fā)揮很好的自潤滑作用，使PEO陶瓷層的摩擦因數(shù)和磨損率降低；各種無機(jī)添加劑的加入能夠促進(jìn)鋁的氧化，并且提高α-Al2O3在整個PEO陶瓷層中比例，同時某些添加劑在高溫下自身可發(fā)生分解，參與PEO過程，從而形成新的化合物，這些都有可能提高PEO陶瓷膜層的致密性，使其耐磨性得以改善。等離子體電解氧化陶瓷層內(nèi)外不同的相組成和組織結(jié)構(gòu)使其耐磨性隨摩擦延長米而變化。
根據(jù)前面所做的PEO陶瓷層相組成分析、形貌觀察可知，PEO陶瓷層外層是較為疏松多孔的組織，因此容易被磨損掉；而隨著疏松多孔層的消失，露出PEO致密層，其良好的耐磨性也逐漸體現(xiàn)出來。對于精密配合的磨損件采用PEO處理后可先行打磨掉外部疏松層，避免出現(xiàn)因磨損初期較大失重而造成零件失效。http://www.jinyanpm.com