武 彬，李 骏，2，张俊彦，张 斌

（1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室，长春 130022；2.中国第一汽车股份有限公司 技术中心，长春 130011；3.中国科学院 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000）

类金刚石（Diamond－like carbon，DLC）膜是一类非晶碳膜，具有低摩擦因数、高耐磨性、高硬度及高化学稳定性。已被广泛应用于航空航天、机械、电子等领域［1］。DLC薄膜的低摩擦因数可以有效地降低发动机关键零件的摩擦损失，有利于发动机节能减排［2-4］。日本日产汽车公司最先将DLC薄膜用在汽车发动机配气机构中，发动机摩擦损失降低10%，燃油效率提高1%［5］。本文在中国第一汽车股份有限公司自主开发的CA4GA发动机的挺柱上沉积DLC薄膜，研究DLC薄膜摩擦磨损性能及其对发动机配气机构能量损失的影响。

1 DLC挺柱制备与试验方法

1.1 DLC挺柱制备

采用磁控溅射的方法，利用氩气和甲烷为气源，在中国第一汽车股份有限公司自主研发的CA4GA发动机挺柱表面沉积类金刚石碳薄膜，制备条件如下：气压为0.6Pa；Ar流量为1.1×10－6m3／s；CH4流量为7.5×10－5m3／s；负偏压为600V；占空比为20%；靶电流为18A；靶电压为280V；时间为2.5h。

沉积之前先用等离子体清洗基底，以除去表面的残留氧化物和其他杂质，再镀上一层150～200nm的硅过渡层以增加薄膜和基底的结合力。

DLC挺柱样件在原机挺柱顶面及侧面沉积DLC薄膜，DLC薄膜挺柱成品呈黑色，表面均匀光滑，硬度高，如图1所示。

图1 未沉积和沉积DLC的挺柱Fig.1 Un－coated and coated DLC tappets

1.2 试验方法

为了检测沉积DLC薄膜挺柱的摩擦磨损性能，在大气气氛下，以钢球为对偶，利用多功能摩擦磨损试验机进行测试。……