多弧離子鍍CrCN涂層結(jié)構(gòu)與摩擦學性能研究.pdf

1、海水環(huán)境中服役的機械系統(tǒng)，由于各種形式的摩擦磨損存在，導致多數(shù)摩擦關(guān)鍵零部件受損，對易磨損部件的表面防護成為了提高其服役壽命的有效技術(shù)手段。本論文采用多弧離子鍍技術(shù)制備了對海水環(huán)境摩擦磨損性能與耐腐蝕性均較好的CrCN硬質(zhì)涂層，系統(tǒng)對比了基底材料（316 L不銹鋼）和CrCN涂層、CrN和CrCN涂層、梯度和均質(zhì)CrCN涂層在空氣，去離子水和海水環(huán)境下的摩擦磨損性能和失效機制，結(jié)合涂層微觀結(jié)構(gòu)提出了改善涂層服役性能的技術(shù)路徑，通過微觀咬

2、合理論模型的構(gòu)建對摩擦機理進行深入分析，得到階段性結(jié)論如下：
　　1.較之于基底316 L不銹鋼，在該基底上沉積CrCN涂層后，硬度從4 GPa提高到22 GPa，H/E和H3/E2分別從0.022和0.002 GPa提高到0.071和0.11 GPa；陽極腐蝕電位從-0.21 V上升到-0.19 V；在大氣，去離子水，海水環(huán)境下的摩擦系數(shù)及磨損率均顯著降低，表現(xiàn)出較優(yōu)異的綜合性能。
　　2.較之于CrN涂層，CrCN中的C

3、元素以硬質(zhì)碳化物Cr7C3的形式在晶界區(qū)域偏聚形成“富碳”骨架網(wǎng)絡，力學性能與耐海水腐蝕性能均有明顯提升，同時涂層表面也因碳化物偏聚出現(xiàn)較大的微區(qū)硬度差異，承受載荷時應力不連續(xù)狀態(tài)導致其摩擦系數(shù)較 CrN涂層有所降低，表現(xiàn)出較低的磨損率。通過實驗對比，顯示出 CrCN在水環(huán)境下服役的優(yōu)越性。
　　3.較之于均質(zhì)CrCN涂層，梯度CrCN涂層平均晶粒較小，Cr7C3(421)晶面的結(jié)晶度高，力學性能較好；在海水環(huán)境下，梯度CrCN涂