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汽車涂層穩(wěn)定性和熱效應(yīng)的研究

針對發(fā)動機中滾動或滑動接觸部位接觸壓力很高的問題，很多廠商采用類金剛石（DLC）涂層來解決摩擦學(xué)接觸問題。由于DLC涂層具有較高的耐磨性，在潤滑條件下具有較低摩擦性能，因此其被廣泛應(yīng)用到汽車高負(fù)荷或高接觸壓力環(huán)境中，以減少摩擦和磨損。由于DLC涂層在常溫下具有較好的性能，因此重點研究其在無潤滑條件下和不同溫度下的磨損性能、摩擦因數(shù)和熱穩(wěn)定性。采用干燥往復(fù)滑動磨損試驗機分析DLC涂層，采用納米壓痕方法測得涂層硬度。

分析了DLC涂層在無潤滑條件下溫度從室溫到480℃下的性能。①在低溫下，由于存在作為摩擦接觸潤滑劑的水膜，因此該涂層的摩擦因數(shù)以及磨損都較低；②溫度達(dá)到一定時，水膜蒸發(fā)，摩擦因數(shù)和磨損會達(dá)到最大值，且DLC涂層開始石墨化；③溫度進(jìn)一步升高時，DLC涂層的石墨化更加明顯，由于石墨化接觸區(qū)的存在，DLC涂層的磨損率下降、摩擦因數(shù)減??；④溫度達(dá)到400℃以上時，DLC涂層性能發(fā)生較大改變，磨損速率增加。

分析了潤滑條件下摩擦接觸對DLC涂層性能的影響。使用盤-盤摩擦計測量DLC涂層接觸表面的摩擦因數(shù)、旋轉(zhuǎn)速度和接觸壓力。分析結(jié)果表明，由于DLC涂層具有相對較低的熱導(dǎo)率，因此其摩擦因數(shù)降低了約40%。

刊名：Surface&Coatings Technology（英）

刊期：2015年第284期

作者：J.Becker et al

編譯：孫堅