丁兰
,
贺志勇
,
鲍明东
,
徐雪波
,
吴明英
,
张颖
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.020
目的 提高高速钢的干摩擦学性能,探究不同Ti含量掺杂对类石墨碳膜摩擦性能的影响.方法 用非平衡磁控溅射离子镀技术制备了不同Ti含量的类石墨碳膜,用光学显微镜、扫描电子显微镜、Raman光谱、洛氏硬度计、纳米压痕仪等分析薄膜的微观结构和力学性能,用高速线性往复磨损试验机检测薄膜的干摩擦学性能,并用光学显微镜观察磨痕.结果 制备的碳膜表面颗粒尺寸较小,断面致密,且逐渐趋向柱状结构.随着Ti靶溅射电流的增大,逐渐增加的Ti元素打断了sp3键生长,薄膜中生成更稳定的sp2键,且sp2键含量先增大后减小,在0.8 A达到最大,溅射电流为1.1 A时,Ti元素含量最大,sp2键和sp3键都减少.碳膜与基体结合力随着Ti靶电流变大而先增大后减小,在0.8 A结合最佳,约为HF3级.硬度和弹性模量先减小后增加,0.8 A时达到最小.碳膜摩擦系数相比于原样都较低,在0.09~0.12之间.磨损率先增大后减小,维持在(5~15)×10?16 m3/(N·m)左右.结论 不同Ti含量的类石墨碳膜,能明显降低高速钢与钢球对磨的粘着磨损倾向,降低摩擦系数和磨损率.
关键词:
掺Ti
,
类石墨碳膜
,
微观结构
,
力学性能
,
摩擦系数
,
磨损率
,
磨损机理
