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接触区域的力和温度分布不均匀， 由于接触表面的化学纯度和离散性的差异，确定实际接触载荷存在困难。

值得注意的是，在两个表面滑动时，切向接触力受到的影响不仅是粘接键的剪切强度，还有摩擦力的变形分量。

其中，Fexp是施加在盘上旋转压头的周向力； Rexp是固定压头的盘的半径； rind是样品上压痕的半径。

由于压头尺寸较小，可以假设作用在球面上的法向应力是恒定的，并且在整个压痕区域内相等（纯粹塑性接触）。

上述法向应力可以按以下方式确定：

压头是一个双面球形圆柱体，半径为2.5毫米，高度为25毫米，由工具材料（硬质合金）制成。 在安装了对体和压头后，将接触区域加热到工作温度，然后施加载荷N，压头的半径球r1在对体表面上进入深度为h的范围内。

因此，发生了塑性接触，并且在冲头旋转过程中检测到外部摩擦。 接受的载荷结合接触表面的低粗糙度，既提供了压头与对体之间所需的实际接触面积，又消除了形成的氧化物和吸附膜，并接触到接近初生金属表面。

实验在温度范围为20°C到550°C进行，以研究温度对“被加工材料-具有耐磨复合材料的硬质合金”界面的摩擦副的摩擦学性能（粘结强度τnn、接触法向压力Prn和关系τnn/Prn，实际上代表COF的粘附成分，深层接触层变形取决于其上）的影响。

图4和图5展示了τnn、Prn、τnn/Prn与温度之间的关系曲线。这些关系显示，所有研究中的样品的剪切应力τnn随着温度的升高而先增加后减少。

具有Ti-TiN-(Ti,Cr,Al,Si)N涂层的样品在研究中表现出所有样品中τnn与温度之间的关系最低。随着温度的升高，τnn起初略微增加；然而，当温度超过300°C时，τnn开始随温度增加而减小。值得注意的是，在最高温度550°C下，τnn约等于室温下的τnn。

COF的粘附（分子）成分fadh随温度的增加具有特定特征。涂层样品在所有温度和所有类型的碳化物下，fadh的值明显低于未涂层样品。同时，fadh在约400-450°C的温度下达到最大值，之后开始下降。

Ti-TiN-(Ti,Cr,Al,Si)N涂层的样品显示出COF的粘附（分子）成分fadh的最低值。然而，当达到550°C的极限温度时，Zr-ZrN-(Nb,Zr,Cr,Al)N涂层的样品的fadh急剧下降。因此，在550°C的温度下，考虑的两种涂层的样品显示出大致相同的fadh值，而未涂层的样品检测到更低的fadh值。

图6展示了样品II-a至II-e的摩擦学参数的研究结果：对具有不同涂层的样品进行的摩擦学性质和温度之间的关系的研究表明，随着温度的升高，fadh的值呈非单调变化，并具有极值性质。

II-d涂层的样品显示出最有利的fadh值，以及最低的粘附键剪切强度τn。这种涂层的优势在600°C以上的温度下特别明显。

需要注意的是，对于最小纳米层厚度的样品（II-d和II-e），fadh的值在800°C的温度以下持续增加，然后开始明显下降，而这种下降对于II-e涂层尤为明显。

对于具有大值纳米层周期λ（II-a、II-b和II-c）的涂层，fadh在700°C以上的温度下下降，并随着λ的减小而加剧。

图7显示了λ对COF的粘附成分fadh的影响。根据得到的逼近曲线，可以区分出fadh的两个明显极值，其中一个在λ = 70-53 nm范围内达到最大值，另一个在λ = 16-10 nm范围内达到最小值。

将λ值从16 nm减小到10 nm会导致fadh在所有考虑的温度下显著增加。温度对fadh的值和其随λ变化的性质有重要影响。根据图7中的数据，可以区分出三个不同温度范围，其对纳米层周期λ对COF的粘附成分fadh具有不同影响。

可以在钢基体与涂层之间的界面区域观察到这一现象。该层还通过自旋分解和铁的活性扩散现象进行表征。在这个区域，涂层的纳米层结构完全被破坏。在提到的层下面，由于高温的影响，涂层晶粒在这个区域内主动生长。

该层还含有氧和铁的扩散迹象，但扩散的体积要小得多。最后，在下面的区域中，涂层的纳米结构保持完好。该区域没有扩散的铁和氧的存在。

该研究集中在“涂层-钢基体”区域化学元素的分布上（见图9），发现在涂层表面深度不超过200 nm的表面层中存在扩散的铁，并且涂层表面深度不超过300 nm的表面层中存在扩散的氧。

还有从涂层向钢基体扩散的钛，深度不超过100 nm。因此，在温度、氧化和铁的扩散等因素的影响下，涂层中形成了具有特殊性质的表面层，影响了包括降低fadh值在内的各种现象。

总而言之，对于具有较低切削速度的情况，具有II-d涂层的刀具表现出最佳的切削性能，而具有II-e涂层的刀具在较高切削速度下表现出最佳的切削性能。

对于涂层的选择，纳米层周期λ的大小对涂层的磨损性能和抗氧化性能起着关键作用。较大的λ值提供更好的抗热氧化性能，而较小的λ值则提供更好的抗粘附性能。

这些研究结果为选择适合特定加工条件的涂层提供了重要的指导，并为提高切削性能和涂层的耐用性提供了理论基础。