a-C∶H和ta-C涂层对7075铝合金的摩擦学特性 |
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引用本文: | 黄志宏,杨豆,杨兵,刘传胜.a-C∶H和ta-C涂层对7075铝合金的摩擦学特性[J].中国表面工程,2020,33(1):47-54. |
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作者姓名: | 黄志宏 杨豆 杨兵 刘传胜 |
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作者单位: | 温州职业技术学院 机械工程系, 温州 325035;武汉大学 动力与机械学院, 武汉 430072;武汉大学深圳研究院 离子束实验室, 深圳 518057 |
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基金项目: | 深圳市科技创新委员会基础研究项目(JCYJ20180302153906051) |
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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 RFPECVD 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 m 2·N -1上升至 2. 4×10 -15 m 2·N -1 ,ta-C 涂层磨损率从 8. 0×10 -16 m 2·N -1上升至 9. 2×10 -16 m 2·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。
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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 |
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