不同Ti含量类石墨碳膜干摩擦磨损性能研究-表面技术.PDFVIP

第46 卷 第 6 期 表面技术 2017 年6 月 SURFACE TECHNOLOGY ·131 · 不同 Ti 含量类石墨碳膜干摩擦磨损性能研究 1,2 1 2 2 3 3 丁兰 ，贺志勇 ，鲍明东 ，徐雪波 ，吴明英 ，张颖 （1.太原理工大学，太原 030024；2.宁波工程学院，宁波 315211； 3.宁波正元铜合金有限公司，宁波 315200） 摘 要： 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 2 键生长，薄膜中生成更稳定的sp 键，且 2 2 3 sp 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，sp 键和sp 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 −16 3 减小，维持在(5~15)×10 m /(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 中图分类号：TQ127.1+1 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2017)06-0131-07 DOI ：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.020 Dry Friction and Wear Properties of Graphite-like Carbon Films of Different Ti Content 1,2 1 2 2 3 3 DING Lan , HE Zhi-yong , BAO Ming-dong , XU Xue-bo , WU Ming-ying , ZHANG Ying (1.Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; 2.Ningbo University of Technology, Ningbo 315211, China;