铬掺杂碳基自润滑薄膜与铝合金的高温磨损机理

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.

关键词：碳化铬、类金刚石、摩擦因数、高温磨损、铝合金

所属期刊栏目：29

分类号：TG174.44;TG115.58(金属学与热处理)

资助基金：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cstc2015jcyjA70005

在线出版日期：2017-01-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：52-59