铬掺杂碳基自润滑薄膜与铝合金的高温磨损机理

发布时间：2017-09-14 21:33

  本文关键词：铬掺杂碳基自润滑薄膜与铝合金的高温磨损机理

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【摘要】：为了研究不同结构铬掺杂碳基薄膜在高温下与铝合金的磨损机理,采用非平衡磁控溅射在YT15刀具表面沉积Cr/CrC/DLC单周期和Cr/(CrC-DLC)_n多周期多层膜,在24、200和400℃下与A319和A390铝合金进行摩擦试验。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、纳米压痕仪、拉曼光谱仪、销盘磨损仪对薄膜的形貌结构、力学和摩擦学性能进行测试。研究表明:多周期多层膜结构打断薄膜柱状生长,提高膜基结合力。两种薄膜表面粗糙度和硬度分别为4.3 nm和5.4 nm、9.8 GPa和9.0 GPa。磨球表面转移层由硅、石墨以及剥落的薄膜碎片组成,连续的转移层降低摩擦因数;但随着温度升高,转移层的连续性被破坏,导致摩擦因数升高。在高温摩擦过程中,多周期多层膜磨损逐渐释放出DLC子膜层,通过DLC子膜层的石墨化转变来保持低摩擦因数,提高薄膜寿命。薄膜磨损由室温的磨料磨损转变为高温的粘着磨损和犁沟磨损,其中由于A390含有初晶硅使磨损以犁沟磨损为主。
【作者单位】： 重庆大学材料科学与工程学院;
【关键词】： 碳化铬 类金刚石 摩擦因数 高温磨损 铝合金
【基金】：中央高校基本科研业务费科研专项(CDJZR14135502) 重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2015jcyj A70005)
【分类号】：TG174.4
【正文快照】： 0引言 铝合金广泛应用于航空航天和汽车行业,其中A319和A390两种铝合金大量应用于汽车发动机缸体及缸盖。但是在干式加工过程中,由于铝合金较软,塑性高,在缺少冷却剂的情况下将引起切削热的积累,容易发生粘刀现象(积屑瘤,Build up edge,BUE),降低加工质量,缩短刀具寿命[1]。

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本文编号：852476