a-C∶H和ta-C涂层对7075铝合金的摩擦学特性

• 作者: 刘传胜 杨兵 杨豆 黄志宏
• 来源期刊: 中国表面工程
• 学科: 工学
• 关键词: 类金刚石 a-C∶H ta-C 摩擦 磨损 石墨化 退火 7075铝合金
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究
• 页码范围: 47-54
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.44|TG115.58
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20190905001

摘要

为了评估a-C∶H和ta-C涂层应用于铝合金干式切削刀具表面防护的可行性,在M2高速钢基底上,用RF-PECVD方法沉积a-C∶H涂层,用磁过滤阴极真空电弧方法沉积了ta-C涂层.通过热重试验观测两种涂层在升温过程中的质量变化.将这两种涂层在大气环境退火,用拉曼光谱等方法表征涂层的结构,用纳米压痕法测量涂层硬度.通过大气环境下的球盘摩擦磨损试验,比较a-C∶H和ta-C涂层的对7075铝合金摩擦学性能.结果 显示:经过400℃退火,a-C∶H涂层硬度从24.8 GPa下降至20.0 GPa,ta-C涂层硬度从28.7 GPa增加至30.8 GPa;a-C∶H涂层对7075铝合金的摩擦因数从0.17下降至0.14,ta-C涂层摩擦因数保持不变为0.12;a-C∶H涂层磨损率从1.9×10-15 m2·N-1上升至2.4×10-15 m2 ·N-1,ta-C涂层磨损率从8.0×10-16 m2·N-1上升至9.2×10-16 m2 ·N-1.当采用7075铝合金为对偶摩擦件时,ta-C具有比a-C∶H涂层更低的摩擦因数和磨损率,而且随温度变化更稳定,因此ta-C是一种更有前途的铝合金干式切削刀具防护涂层.