活塞环表面Cr/CrN纳米多层膜的微观结构与摩擦学性能

编号：NMJS01521

篇名：活塞环表面Cr/CrN纳米多层膜的微观结构与摩擦学性能

作者：蔡志海； 底月兰； 张平；

关键词：活塞环； 离子镀； 铬/氮化铬； 纳米多层膜； 调制周期； 微观结构； 摩擦学性能； Cr电镀层；

机构： 装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室；

摘要： 为改善发动机活塞环的摩擦学性能,提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了Cr/CrN纳米多层膜.采用x-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、俄歇能谱仪(AES)、纳米硬度仪和CETR摩擦磨损试验机,系统分析了不同调制周期Cr/CrN纳米多层膜的微观结构、成分分布、纳米硬度和抗滑动磨损性能.结果表明:Cr/CrN多层膜由CrN、Cr2N和Cr相组成,在CrN(200)方向上出现择优取向.随调制周期的减小,多层膜的硬度和残余应力增大,当调制周期为80 nm时,多层膜的硬度值最高达到21.5 GPa;当调制周期为120 nm时,H3/E2值达到最高,此时划痕临界载荷值最高.根据摩擦磨损试验结果可知,与电镀Cr和CrN涂层相比,Cr/CrN多层膜具有相对较好的抗滑动磨损性能,其磨损机制主要以磨粒磨损为主,有可能替代原活塞环Cr电镀层. 更多还原