不同基体CrN/CrCN多层涂层海水环境摩擦学性能研究*
2021-05-21王春婷姚懿容王永欣李金龙
单 磊 张 朋 吴 俊 王春婷 姚懿容 王永欣 李金龙
(1.绍兴文理学院机械与电气工程学院 浙江绍兴 312000;2.中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室,浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,中国科学院宁波材料技术与工程研究所 浙江宁波 315201;3.义乌工商职业技术学院 浙江义乌 322000)
海洋工程装备的发展是国家实施海洋战略的关键,而海工装备的性能和使用寿命往往取决于其关键运动零部件。如泵、液压系统、阀、齿轮、轴和螺旋桨等一些海工装备中的关键摩擦副零部件,在海水或者盐雾工况下运行[1-2],其服役能力和寿命周期受到磨损和腐蚀的双重影响,因此非常有必要提升摩擦副零部件在海水环境中的摩擦学性能。前期研究工作表明,PVD涂层可有效提升这些零部件在海水中的耐磨性[3],且在海水环境中CrN较TiN和TiCN表现出更优越的耐磨性。YE等[4]的研究表明,在CrN中掺入C元素可以提升涂层在海水环境中的耐磨性能,降低摩擦因数。HU和JIANG[5]的研究表明,在M2高速钢上,CrCN涂层可以大幅降低摩擦因数和表面粗糙度,同时降低约50%的磨损率。WARCHOLINSKI和GILEWICZ[6]研究发现,在不同偏压下,CrCN涂层和CrN涂层有类型的特性,偏压增大晶粒细化,但残余应力增大;CrCN涂层的硬度略高于CrN涂层。GILEWICZ等[7]研究发现,CrN/CrCN多层涂层可以明显提升基体耐腐蚀性,其腐蚀电流密度相对于基体材料降低一个数量级以上。WARCHOLINSKI和GILEWICZ[8]研究发现,不同调制比的CrN/CrCN多层涂层呈现出不同的摩擦学性能,当CrN与CrCN的调制比更小时,涂层的硬度增大,结合力降低,磨损率有较大幅度的降低。……
