打桩机用GCr15钢表面磁控溅射DLC膜的组织和摩擦学性能

摘要

为了提高打桩机用GCr15钢的摩擦学性能,采用磁控溅射在其表面制备了一层掺Cr的DLC膜,对比了该膜层处于不同工况下的微观组织和摩擦学特性。结果表明:DLC膜的表面区域出现了许多球形颗粒,DLC膜的组织形态较为均匀,表面粗糙度接近9 nm。DLC膜形成了单一衍射峰,表明DLC膜属于一种非晶态组织。对DLC膜进行纳米压痕测试形成了光滑过渡的载荷变化曲线,推断制备得到的DLC膜由均匀组织构成。以NaCl溶液作为润滑介质时测试得到的摩擦系数为0.079,得到了较为稳定的曲线。NaCl溶液可以对摩擦配副的接触面产生良好的减摩作用。与不含DLC膜的GCr15/GCr15配副相比,DLC/GCr15配副有更小的摩擦系数,表明DLC膜能够对GCr15钢起到良好的减摩效果。接触压力由1.00 MPa提高到3.60 MPa时,摩擦系数下降;随着接触压力的进一步提高,摩擦升温会加速DLC膜的石墨化进程,使得摩擦系数发生一定程度的增加。