不同介质下CrNx薄膜的摩擦学特性研究.pdf

2009年 1月 润滑与密封 Jan．2009 第34卷 第 1期 LUBRICAT10N ENGINEERING Vo1．34No．1 不同介质下CrN 薄膜的摩擦学特性研究 谢红梅 聂朝胤 卢春灿 杨 娟 (西南大学材料科学与工程学院 重庆400715) 摘要：采用电弧离子镀技术在45钢衬底表面沉积了CrN 薄膜。用显微硬度计测试了薄膜的硬度，用 x射线衍射 仪分析了薄膜的相结构，用球-盘式摩擦磨损试验机评价了在不同介质条件下 (干摩擦、水润滑、油润滑)CrN 薄膜的 摩擦学性能，用表面轮廓仪测试了磨痕处的磨痕轮廓，用扫描电镜 (SEM)观察了薄膜磨痕形貌。结果表明，相对于干 摩擦，水润滑和油润滑条件下，CrN 薄膜的摩擦因数和磨痕深度都有明显降低的趋势。干摩擦条件下薄膜主要表现为 磨粒磨损；水润滑条件下，主要表现为腐蚀磨损；油润滑条件下由于油膜在两摩擦表面的吸附，薄膜几乎无磨损。 关键词：CrN 薄膜；摩擦学特．性；磨损；电弧离子镀 中图分类号：TH117．1 文献标识码：A 文章编号：0254—0150(2009)1—052—4 TribologicalPropertiesofCrNx FilmsinDifferentTribologicalConditions XieHongmei NieChaoyin LuChuncan YangJuan (SchoolofMaterialsScienceandEngineering，SouthwestUniversity，Chongqing400715，China) Abstract：CrN filmson45 steelsubstrateweredepositedusingmulti—arcionplatingtechnique．Micro—indentationtests wereperformedtomeasurethesurfacehradnessofthefilms．ThestructureofthefilmswasanalyzedbyXRD．Th etribologi- ca]propertiesofCrN filmswerestudiedindifferenttribologicalconditionssuchasdryfriction，waterandoillubricationby theball—diskweartester．WornsurfaceprofileofCrN filmswereassessedbymeansofsurfaceroughnessinstrument．SEM wasemployedtocharacterizethemorphologyofweargroovesinthefilms．Th eanalysisresultsshowthat，compraedwithdry friction，thewera depthandfrictioncoefficientofCrN filmsaredecreasedunderwaterandoillubrication．Tribological mechanism ofCrN filmsisabrasivewera indrYfrictioncondition，corrosionwera inwaterlubricationcondition．Thereis littlewera inoillubricationcondition。 ‘ Keywords：CrN films；tribologicalproperties；wera ；arcionplating 在生产实践中，摩擦磨损是导致材料破坏和设备 域也有重要用途 。同时，由于 CrN 薄膜 内部应 报废的主要原因之一。降低摩擦减少磨损已成为人们 力低 ，容易厚膜化，因此在摩擦副零部件的表面处理 关注的热点之一 ，摩擦和磨损是发生在材料表面的一 中具有更广泛的应用价值。