CrN和CrAlN涂层海水环境摩擦学性能研究

摘要：

采用多弧离子镀在316L不锈钢上沉积CrN和CrAlN涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描型电子显微镜(SEM)表征涂层的成分和结构,并用纳米压痕和划痕仪测试其硬度和结合力.采用UMT-3往复式摩擦磨损试验机对涂层在海水环境中的摩擦磨损性能进行测试.结果表明:CrN和CrAlN涂层在海水中摩擦系数相差不大,而316L摩擦系数明显大于涂层,且摩擦系数震荡剧烈,表明316L在海水中润滑性较差.涂层在海水中磨损率远小于316L,且CrAlN涂层比CrN涂层在海水环境中具有更优的耐磨性.CrN涂层的磨痕表面出现大量剥落坑,这是由于CrN涂层表面的大颗粒剥落形成的.而CrAlN涂层致密的结构、较为优越的耐蚀性以及摩擦时产生的具有自润滑效果的Al2O3保护层,使其在硬度值较低的情况下仍具有优异的耐磨性.因此海水环境中摩擦性能需综合考虑材料的机械性能、结构、耐蚀性以及耐磨性.

关键词：CrN基涂层、磨损、摩擦、海水

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分类号：TH117.3

资助基金：This work was supported by the National Natural Science Foundation of China 51202261,the Zhejiang Education Bureau Science Foundation Y201326608 and the Ningbo Municipal Nature Science Foundation 2013A610012.国家自然科学基金51202261、浙江省教育厅科研项目Y201326608和宁波市自然科学基金2013A610012资助.

在线出版日期：2014-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：468-476