以等離子體化(huà)學氣相沉積技(jì)術在硬質合金刀具表麵製備了類金剛石(DLC)塗層。研究了 DLC塗層刀具和無塗層刀具的硬度(dù),不同(tóng)載荷、不同轉(zhuǎn)速下兩種刀具的摩擦磨損性能,以及在水潤滑和油潤滑條件下DLC塗層刀具的滑動摩擦行為。結果表明,DLC塗層刀具的平均硬度為2099.9HV,比無塗層刀具提高了48.3%; DLC 塗層刀具的摩擦因數明顯低於無塗(tú)層刀(dāo)具(jù),其磨損率隨著載荷的增加(jiā)而增(zēng)大,隨轉(zhuǎn)速的增大而減小;油(yóu)潤滑比水潤滑能(néng)更有(yǒu)效減緩摩擦作用。
DLC膜是一類硬度、光學、電學、化學和摩擦學(xué)等(děng)特性類似於金(jīn)剛石的非晶碳膜,有諸多類似於金(jīn)剛石的優(yōu)良特(tè)性(xìng),如熱導率高,熱膨脹係數小,化(huà)學穩定性好,硬度(dù)和彈性模量高(gāo),耐(nài)磨(mó)性(xìng)好及摩擦因數低等但其製備方法較金剛石的簡單,可采(cǎi)用離子束沉積法、射頻(pín)濺射法、磁控濺射法、高強度直流電弧法(fǎ)和等離子體化學氣相(xiàng)沉積法等!其中(zhōng),等離子體化學氣相沉積技術是利用低(dī)溫等離子體作為能量源,樣品置於低氣壓下放電的(de)陰(yīn)極上,利用輝光放電使樣(yàng)品(pǐn)升溫到預定的溫度,然後通入(rù)適量的反應氣(qì)體,氣體經(jīng)一係列(liè)化學反應(yīng)和等(děng)離(lí)子體反應後在樣品表(biǎo)麵形成固態薄膜。利用此法(fǎ)在單品矽表麵(miàn)沉積了類金剛石薄膜,並發現所沉積的類金剛石膜顯示出良好的減摩抗磨性(xìng)能(néng),摩擦係數較低,目前耐磨(mó)壽命較長(zhǎng),類金剛石膜沉積於刀具後,對刀具的(de)摩擦學(xué)性能研究的報道不多。
DLC刀具(jù)和無塗層刀具與(yǔ)45#鋼摩擦時平均摩擦因數隨載荷的變化曲線(轉(zhuǎn)速為100min)。無(wú)塗層刀具的摩擦(cā)因數明顯高於(yú)塗層刀具的摩擦因數;在相同轉速情況下,隨著載荷的增大,摩擦因數呈先上升後(hòu)下降、然後趨於穩定的趨勢;在載荷為80N時,兩種刀具的(de)摩擦因數達到最大值。
摩擦因數的這種變化與載荷所致的接觸應力有關。在(zài)摩擦磨損過程中,必然(rán)有一個由點接觸逐漸向微小麵接觸轉變(biàn)的過程。載荷在這一(yī)轉變(biàn)過程起很重要的作用。隨著載荷的逐漸增加,微凸(tū)體的變形將逐漸由彈(dàn)性向彈塑性,並最終向完全塑性轉化。由此可見,載荷的增大(dà)加速了接觸點向微小麵的轉(zhuǎn)變。為DLC塗層刀具和無塗層刀具與45#鋼摩擦時磨損(sǔn)率隨載荷的變化曲線(xiàn).
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