以等離子(zǐ)體化學氣相沉積技術(shù)在硬質合金刀具表麵製備了類金剛石(DLC)塗(tú)層。研究(jiū)了 DLC塗層刀具和無塗層刀具(jù)的硬度,不同載荷、不(bú)同轉速下兩種(zhǒng)刀具的(de)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(cā)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(yú)無塗層(céng)刀(dāo)具,其磨損率隨(suí)著載荷的增加而增大,隨轉速的增大而減小;油(yóu)潤滑比水潤滑能更有效減緩摩擦作用(yòng)。
DLC膜是一類硬度、光學、電學(xué)、化學和摩擦學等特性類似於金剛石的(de)非晶碳膜,有諸(zhū)多類似於金(jīn)剛石的優良特性,如熱(rè)導率(lǜ)高,熱膨脹係數小,化學(xué)穩定性好,硬度和彈性模量高,耐磨性(xìng)好及摩擦因(yīn)數低等但其製備方法較金剛石的簡單,可采用離子(zǐ)束沉積法、射頻濺射法、磁控濺射法、高強度直流電弧法和等離子體化(huà)學氣相沉積法等!其中,等離子體化學氣相沉積技術是(shì)利用低溫等離子體作為能量(liàng)源,樣品置於低氣壓下放電的陰極上,利用(yòng)輝(huī)光放電使樣品升溫到預定的溫度,然後通入適量的反應氣體,氣體經一係列化學反應和等離(lí)子體反應後在樣品表麵形成固態薄膜。利用此法在單品矽表麵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能,摩擦係數較低,目前耐(nài)磨壽命較長,類金剛石膜沉積於刀具後(hòu),對(duì)刀具的(de)摩擦學性能研究的報道不多。
DLC刀具和無塗層刀具與45#鋼摩擦時平均摩擦因數隨載荷的變化曲線(轉速為100min)。無(wú)塗層刀具的摩擦因數明顯高於塗層(céng)刀具的摩擦因數;在相同轉速情況下,隨著載荷的增(zēng)大,摩擦因數呈先(xiān)上升(shēng)後(hòu)下降、然後趨於穩定的(de)趨勢;在載荷為80N時,兩種刀具的摩擦因數達到最大值。
摩擦因數的(de)這種(zhǒng)變化與載荷所致的接(jiē)觸(chù)應(yīng)力有關。在摩擦磨損過程(chéng)中,必然有一個由點接觸逐漸向(xiàng)微小麵接觸轉變(biàn)的過(guò)程(chéng)。載荷在這一(yī)轉變過程起很重要的作用。隨著載(zǎi)荷的逐漸增加,微凸體的變形將逐漸由(yóu)彈性向彈塑性,並最終向完全(quán)塑性轉化。由此可見,載荷的增大加速了接觸點向微小麵的(de)轉變(biàn)。為DLC塗層(céng)刀具和無塗層刀具與45#鋼摩擦(cā)時磨損率隨載荷的變化曲線.
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