柱状石墨复合垫膜

 随着新型低摩擦系数纳米复合膜被不断的开发和研究,固体润滑石墨复合垫膜在机械传动方面有非常广阔的应用前景。研究了非晶碳膜对齿轮失油润滑条件下疲劳寿命的影响,失油润滑条件下,齿轮在5MPa载荷下运行107周次,非晶碳膜完整有效,展现了良好的耐磨性能。非晶碳膜主要为DLC膜,基体表面状态为微喷状态,在油润滑条件下有较好的疲劳寿命和承载能力。但DLC内应力大,膜基结合强度、承载能力和环境适应能力有待进一步提高,因此,在水环境和重载油环境下的应用受极大限制。近年开发的以sp2杂化为主的类石墨复合垫膜,其硬度高、摩擦系数低、内应力亦较小、沉积厚度相对较大,同铁基体不发生触媒反应,适合水、油环境,承载能力强,是一种优异的抗磨减摩纳米复合膜。目前,对高速钢基类石墨复合垫膜的结构和性能的研究相对较多,主要应用于工、模具。本文选用12CrNi3渗碳钢为基材,对基体抛光的渗碳淬火金属基类石墨复合垫膜形貌和结构进行初步探讨,为类石墨复合垫膜在机械传动方面的应用提供参考。实验材料与方法选用12CrNi3渗碳钢基材,性能检测试样准28mm×4mm,形貌应用非平衡闭合磁控溅射技术在渗碳淬火基体上制备了类石墨复合垫膜,用分析了金属基类石墨复合垫膜的表面形貌和截面结构,并测试了类石墨复合垫膜的摩擦学特性。结果表明,类石墨复合垫膜是由柱状多晶过渡层+非晶梯度层+类石墨复合层组成的多层结构。