a-C∶H和ta-C涂层对7075铝合金的摩擦学特性

摘要：

为了评估a-C∶H和ta-C涂层应用于铝合金干式切削刀具表面防护的可行性,在M2高速钢基底上,用RF-PECVD方法沉积a-C∶H涂层,用磁过滤阴极真空电弧方法沉积了ta-C涂层.通过热重试验观测两种涂层在升温过程中的质量变化.将这两种涂层在大气环境退火,用拉曼光谱等方法表征涂层的结构,用纳米压痕法测量涂层硬度.通过大气环境下的球盘摩擦磨损试验,比较a-C∶H和ta-C涂层的对7075铝合金摩擦学性能.结果 显示:经过400℃退火,a-C∶H涂层硬度从24.8 GPa下降至20.0 GPa,ta-C涂层硬度从28.7 GPa增加至30.8 GPa;a-C∶H涂层对7075铝合金的摩擦因数从0.17下降至0.14,ta-C涂层摩擦因数保持不变为0.12;a-C∶H涂层磨损率从1.9×10-15 m2·N-1上升至2.4×10-15 m2 ·N-1,ta-C涂层磨损率从8.0×10-16 m2·N-1上升至9.2×10-16 m2 ·N-1.当采用7075铝合金为对偶摩擦件时,ta-C具有比a-C∶H涂层更低的摩擦因数和磨损率,而且随温度变化更稳定,因此ta-C是一种更有前途的铝合金干式切削刀具防护涂层.

关键词：类金刚石、a-C∶H、ta-C、摩擦、磨损、石墨化、退火、7075铝合金

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分类号：TG174.44;TG115.58(金属学与热处理)

资助基金：深圳市科技创新委员会基础研究项目JCYJ20180302153906051

在线出版日期：2020-12-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：47-54