轴承表面钨掺杂类金刚石薄膜性能研究

利用物理气相沉积技术在圆柱滚子轴承表面制备钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜,通过试验考核了Cr4Mo4V高温轴承表面W-DLC薄膜的均匀性和断油条件下的减摩耐磨特性。结果表明:薄膜层间以及膜层与基体之间结合力不小于55 N;与未镀膜的基体表面相比,镀膜后表面的摩擦因数降低了70%,磨损量减少了约80%;经过30 min断油试验后镀膜轴承表面W-DLC薄膜仍保持完整,可继续使用,未镀膜轴承滚道表面出现烧蚀斑块、点状剥落,滚子表面出现较大的剥落坑与划痕等缺陷。

等离子体刻蚀前处理对碳基薄膜结合力的影响

目的通过等离子刻蚀处理使基体表面更洁净,从而提高薄膜与基体的结合力。方法采用阳极层离子源,通过不同的离子源功率和处理时间对M50轴承钢样品进行处理,并在处理过的样品表面制备钨掺杂类金刚石薄膜。利用原子力显微镜对等离子刻蚀处理前后的样品表面形貌进行研究,利用Raman光谱分析薄膜的微观结构,利用划痕仪对薄膜与基体的结合力进行研究。结果不同的离子源功率和刻蚀时间,得到了不同的基体微观表面粗糙度;钨掺杂类金钢石薄膜的D峰和G峰分别在1350 cm^(-1)附近和1580 cm^(-1)附近,为典型的类金刚石结构,ID/IG值在1.5左右;未经等离子刻蚀前处理样品的膜/基结合力是23 N;而优化等离子刻蚀前处理参数样品的膜/基结合力高达69 N,最佳的离子源功率和刻蚀时间为2 k W、60 min。结论等离子刻蚀前处理能够有效提高薄膜与基体的结合力。

某发动机主轴镀膜球轴承性能试验

为研究钨掺杂类金刚石(W-DLC)薄膜在航空发动机主轴球轴承的适用性,开展镀膜后轴承性能试验,结果表明:由于球轴承接触应力较高,球与内、外圈的工作区均发生了薄膜脱落现象;薄膜的脱落在短时间内未导致轴承失效;相同试验条件下,镀膜轴承与未镀膜轴承的回油温度相近,但镀膜轴承温度较未镀膜轴承的低15 ℃左右,具有较好的摩擦性能和耐磨性。