CoCrMo合金氮化处理后粗糙度对超高分子量聚乙烯摩擦磨损性能的影响

李嫱¹，周雪婧¹，冷永祥^1,2，黄楠^1,2

1. 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室2. 西南交通大学材料科学与工程学院

摘 要：采用低压高频脉冲等离子体浸没离子注入与氮化技术对CoCrMo合金进行氮离子注入及氮化处理,在25%的小牛血清溶液中,利用往复式摩擦磨损实验机评价CoCrMo合金氮化处理后表面粗糙度对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,CoCrMo合金氮化处理后表面粗糙度较小(Ra=0.0176μm)时,超高分子量聚乙烯主要磨损机制为粘着磨损;CoCrMo合金氮化处理后表面粗糙度较大(Ra=0.1529μm)时,超高分子量聚乙烯的磨损以磨粒磨损为主,在这两种情况下,UHMWPE磨损率较高。而当改性CoCrMo合金表面粗糙度为Ra=0.1145μm时,UHMWPE的磨屑可能转移到对偶件表面,并起一定的隔离和润滑作用,有效地削弱粗糙峰的切削作用,使得UHMWPE的磨损率最低。

关键词：CoCrMo合金;表面粗糙度;等离子体浸没离子注入;超高分子量聚乙烯;磨损;