第十五届全国表面工程大会

【摘要】为了改善“软金属”摩擦磨损性能差的问题，采用中频磁控溅射技术在TC4-DT、TC21和TB17不同钛合金表面制备WC掺杂的类金刚石涂层，设计了Ti/TiN/TiCN梯度过渡层并由多弧离子镀沉积方法实现，研究不同钛合金的“基体效应”对WC-DLC涂层力学性能和摩擦磨损性能的影响。通过SEM和EDS观察分析了涂层表面形貌和化学元素分布，利用TEM观察了涂层截面形貌以及结构，使用XRD和Raman光谱表征了涂层结构，采用划痕仪和显微硬度计测试了涂层的结合强度、维氏硬度等力学性能，摩擦磨损性能主要由摩擦试验机和超景深显微镜来完成。结果显示，制备的涂层硬度比3种钛合金基体均提高了两倍以上，其中TC4-DT钛合金表面涂层硬度值最高，达到1566HV_0.05；TB17钛合金表面涂层结合力最强，达到54 N以上，其摩擦磨损性能也最好，磨损率为0.593×10^-6 mm³·N^-1·m^-1，与基体相比，磨损率下降99.8%；而TC21钛合金表面涂层则表现出最大的摩擦系数、磨损深度和磨损率。以上结果表明，不同基体材料造成了类金刚石涂层力学和膜基结合性能的差异，进而影响到涂层的摩擦磨损性能。

钛合金,类金刚石涂层,基体效应,梯度过渡层,摩擦磨损性能