铝合金表面DLC薄膜中间层对磨损性能的影响

发布时间：2021-02-27 22:27

　　为了改善铝合金表面磨损特性,采用离子镀方法在8种不同类型的铝合金表面制备了类金刚石（DLC）薄膜,DLC沉积之前,用磁控溅射方法和离子镀方法在铝合金表面沉积Ti,SiC和VMS 3种不同的中间层;用球-盘磨损试验机对涂层材料磨损性能进行了表征。结果表明:铝合金表面DLC薄膜的摩擦系数约为0.2～0.3,不同的铝合金,随中间层的不同具有不同的磨损效果,中间层对DLC薄膜的磨损性能影响明显,中间层为SiC的6061铝合金表现出最好的摩擦磨损特性。 

【文章来源】：材料保护. 2020,53(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

涂层设备简图

检测了铝合金表面沉积不同中间层时DLC薄膜的硬度及杨氏模量，以2024铝合金为例，其结果如图2所示，3种中间层材料的DLC薄膜中，中间层为SiC的薄膜的硬度及杨氏模量比其他两种相对要高，总体来看，中间层的影响并不明显，DLC薄膜的硬度约为2 000HV，杨氏模量约为180 GPa。铝合金表面镀膜后，即使在无润滑状态下，表面摩擦系数较低，约为（0.20±0.04）。图3为2024铝合金3种中间层DLC薄膜的摩擦试验结果。可见，VMS中间层薄膜在摩擦距离为400m左右时才露出基材；Ti中间层薄膜在摩擦距离为1 100 m左右时才露出基材，从耐磨性来看，要比VMS中间层薄膜高出2倍之多。SiC中间层薄膜材料则表现出了优异的耐磨损性能，在摩擦距离4 500 m左右时才露出基材。图4为8种镀膜铝合金表面的摩擦系数，总体来看，摩擦系数在0.20左右，除6N01铝合金外，其余材料中间层为Ti的DLC薄膜摩擦系数较低，中间层为SiC的DLC薄膜摩擦系数次之，而中间层为VMS的DLC薄膜摩擦系数最高，特别是中间层为VMS的DLC薄膜5052铝合金摩擦系数最高，这主要是如图3所示VMS薄膜在磨损时，很快露出基材的结果。在摩擦磨损试验中，DLC薄膜的表面硬度及膜厚与中间层没有关联，所有材料几乎相同。可见，本试验中DLC薄膜的寿命主要取决于中间层材料[13-16]。图3 2024铝合金表面DLC薄膜的磨损特性

2024铝合金表面DLC薄膜的磨损特性

【参考文献】：
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本文编号：3054888